DE202005014458U1

DE202005014458U1 - System und Vorrichtung zur Bestimmung und Steuerung einer Überlastung in einem drahtlosen Kommunikationssystem

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Publication number: DE202005014458U1
Application number: DE202005014458U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: NO20071847L; KR20110102253A; US8953573B2; JP2014143764A; KR20130131263A; IL181894A0; JP2012029333A; JP5441958B2; IL181894A; SG158134A1; US8005055B2; JP2015195595A; EP2259630B1; TW200939703A; CN2914503Y; JP5832589B2; TWM292848U; JP4804470B2; CN103369589B; DK1792504T3

Abstract

Zugangspunkt (AP), der konfiguriert ist, in einem drahtlosen Netzwerk eine Kanalverwaltung für andere APs und WTRUs, die zu drahtlosen Kommunikationen untereinander auf drahtlosen Kanälen fähig sind, bereitzustellen, wobei der AP aufweist:
einen Empfänger, der konfiguriert ist, unbediente Verkehrsnachfragedaten von WTRUs zu empfangen, die sich innerhalb der drahtlosen Dienstreichweite des AP befinden;
einen mit dem Empfänger verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor konfiguriert ist, ein BSS-Auslastungselement für jede von mehreren Zugriffsklassen zu berechnen;
einen mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender konfiguriert ist, das BSS-Auslastungselement an WTRUs innerhalb der Dienstreichweite des AP bekannt zu geben; und
wobei der Empfänger ferner konfiguriert ist, bekannt gemachte BSS-Auslastungselemente von anderen APs zu empfangen, und der Prozessor ferner konfiguriert ist, die empfangenen BSS-Auslastungselemente von anderen APs zu nutzen, um die WTRUs beim Treffen von Trennungsentscheidungen zu unterstützen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der drahtlosen Kommunikation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung drahtlose lokale Netzwerksysteme (WLAN-Systeme), die einen Vielfachzugriffsmechanismus mit Leitungsüberwachung/Konkurrenzvermeidung (CSMA/CA) verwenden, und stellt eine Einrichtung zum Bestimmen und Steuern einer Überlastung bereit und verbessert ferner die Netzwerkverwaltung, indem sie neuartige Medienzugriffssteuerungsmessungen (MAC-Messungen) in drahtlosen Kommunikationen bereitstellt.
Drahtlose Kommunikationssysteme sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt. Im allgemeinen weisen derartige Systeme Kommunikationsstationen auf, die drahtlose Kommunikationssignale aneinander senden und voneinander empfangen. Abhängig von der Art des Systems sind Kommunikationsstationen typischerweise von einer von zwei Arten: Basisstationen oder drahtlose Sende/Empfangseinheiten (WTRUs), die Mobileinheiten umfassen.
Der Begriff Basisstation, wie er hier verwendet wird, umfaßt eine Basisstation, einen Node B, eine Standortsteuerung, einen Zugangspunkt oder eine andere Schnittstellenvorrichtung in einer drahtlosen Umgebung, die WTRUs mit einem drahtlosen Zugang zu einem Netzwerk, mit dem die Basisstation verbunden ist, bereitstellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Begriff WTRU, wie er hier verwendet wird, umfaßt ein Benutzergerät, eine Mobilstation, eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt. WTRUs umfassen persönliche Kommunikationsvorrichtungen, wie etwa Telefone, Videotelefone und internetfähige Telefone, die Netzwerkanschlüsse haben. Außerdem umfassen WTRUs tragbare persönliche Rechenvorrichtungen, wie etwa PDAs und Notebook-Computer mit drahtlosen Modems, die ähnliche Netzwerkfähigkeiten haben. WTRUs, die tragbar sind oder ihren Standort anders wechseln können, werden als Mobileinheiten bezeichnet. Im allgemeinen sind Basisstationen auch WTRUs.
Typischerweise wird ein Netzwerk aus Basisstationen bereitgestellt, wobei jede Basisstation fähig ist, gleichzeitig drahtlose Kommunikationen mit geeignet konfigurierten WTRUs auszuführen. Einige WTRUs sind derart konfiguriert, daß sie drahtlose Kommunikationen direkt untereinander, d.h. ohne über eine Basisstation durch ein Netzwerk geleitet zu werden, ausführen. Dies wird allgemein als drahtlose Peer-to-Peer-Kommunikation bezeichnet. Wenn eine WTRU derart konfiguriert ist, daß sie mit anderen WTRUs kommuniziert, kann sie selbst als eine Basisstation konfiguriert werden und als solche arbeiten. WTRUs können für die Verwendung in mehreren Netzwerken sowohl mit Netzwerk- als auch mit Peer-to-Peer-Kommunikationsfähigkeiten konfiguriert werden.
Eine Art von drahtlosem System, die als drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) bezeichnet wird, kann derart konfiguriert werden, daß es drahtlose Kommunikationen mit WTRUs ausführt, die mit WLAN-Modems ausgerüstet sind, die auch fähig sind, Peer-to-Peer-Kommunikationen mit ähnlich ausgerüsteten WTRUs auszuführen. Gegenwärtig werden WLAN-Modems von Herstellern in viele herkömmliche Kommunikations- und Rechenvorrichtungen eingebaut. Zum Beispiel werden Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten (PDAs) und Laptop-Computer mit einem oder mehreren WLAN-Modems gebaut.
Eine beliebte drahtlose lokale Netzwerkumgebung mit einer oder mehreren WLAN-Basisstationen, die typischerweise als Zugangspunkte (APs) bezeichnet werden, ist gemäß der Familie von IEEE 802.11-Standards aufgebaut. Ein Beispiel für ein lokales 802.11-Netzwerk (LAN), wie in 1 gezeigt, basiert auf einer Architektur, in der das System in Zellen unterteilt ist. Jede Zelle weist einen Grunddienstesatz (BSS) auf, der mindestens einen AP zum Kommunizieren mit ei ner oder mehreren WTRUS aufweist, auf die im Kontext von 802.11-Systemen im allgemeinen als Stationen (STAs) Bezug genommen wird. Die Kommunikation zwischen einem AP und STAs wird gemäß dem IEEE 802.11-Standard ausgeführt, welcher die Luftschnittstelle zwischen einer drahtlosen STA und einem verdrahteten Netzwerk definiert.
Ein drahtloses LAN (WLAN) kann durch einen einzigen BSS mit einem einzigen AP gebildet werden, der ein Portal zu einem Verteilungssystem (DS) hat. Typischerweise bestehen Installationen jedoch aus mehreren Zellen, und APs sind über eine Haupttrasse (Backbone), auf das als ein DS Bezug genommen wird, verbunden.
Ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk (MANET) ist ebenfalls in 1 gezeigt. Ein MANET ist ein sich selbst konfigurierendes Netzwerk aus mobilen Leitweglenkungsvorrichtungen bzw. Routern (und zugehörigen Hosts), die durch drahtlose Verbindungen verbunden sind, deren Vereinigung eine beliebige Topologie bildet. Die Leitweglenkungsvorrichtungen sind frei, sich wahllos zu bewegen und sich selbst beliebig zu organisieren; auf diese Weise kann sich die drahtlose Topologie des Netzwerks schnell und unvorhersehbar ändern. Ein derartiges Netzwerk kann in einer unabhängigen Weise arbeiten oder kann mit dem größeren Internet verbunden sein.
Ein verbundenes WLAN, das die verschiedenen Zellen, ihre jeweiligen APs und das DS umfaßt, wird als ein einziges IEEE 802.11-Netzwerk gesehen und wird als ein erweiterter Dienstesatz (ESS) bezeichnet. IEEE 802.11-Netzwerke verwenden typischerweise ein Protokoll für Vielfachzugriff mit Leitungsüberwachung/Konkurrenzvermeidung (CSMA/CA), um Informationen drahtlos zuwischen Knoten (oder STAs) des WLAN-Netzwerks auszutauschen. In diesem Rahmenwerk müssen STAs, die senden wollen, um den Zugang zu dem drahtlosen Medium konkurrieren. Der Konkurrenzmechanismus bedingt das Warten darauf, daß das Medium für eine gewisse Zeitspanne frei bleibt (gemäß einem Satz von durch den Standard vorgeschriebenen Regeln), bevor ein Datenpaket gesendet wird. Die Zeit, die ein Knoten braucht, um auf den Kanal zuzugreifen und sein Paket zu senden, nimmt zu, wenn die Anzahl von Stationen und der Verkehr zunehmen. Eine Überlastung kann in einem derartigen System auftreten, wenn die Zeit, um Zugriff auf das Medium zu erhalten, aufgrund von zu vielen Stationen, die um das gleiche Medium konkurrieren, untragbar wird.
Aufgrund des Wesens des CSMA/CA-Protokolls und angesichts dessen, daß die meisten Sendungen nach bestem Bemühen stattfinden, ist es ziemlich schwierig, zu bestimmen, wann ein System als eine Überlastung durchmachend eingestuft wird. Die Bestimmung der Überlastung in einem derartig komplexen System ist keine einfache Aufgabe, da eine Metrikauswahl eine Überlastung anzeigen könnte, während eine andere Metrik dies nicht tut.
Mehrere Metriken, die verwendet werden können, um die Überlastung anzuzeigen, umfassen: die Kollisionsrate, die Kanalauslastung, d.h. die Zeit, die das Medium besetzt ist, etc. Diese Metriken ergeben jedoch einzeln genommen nicht notwendigerweise ein richtiges Bild der Überlastung. Zum Beispiel gibt die Kanalauslastungsmetrik kein genaues Bild der Überlastungssituation. Eine Station kann allein auf einem Kanal sein und die ganze Zeit senden. In diesem Fall wäre die Kanalauslastungsmetrik hoch. Es kann scheinen, als ob das System nicht mehr in der Lage wäre, Verkehr von anderen Stationen zu unterstützen. Wenn jedoch eine neue Station auf den Kanal zugreifen sollte, könnte sie Dank des CSMA/CA-Mechanismus immer noch einen guten Durchsatz erfahren, weil der Kanal dann gleichmäßig zwischen den zwei Stationen aufgeteilt würde. Ein System ist tatsächlich überlastet, wenn es eine Anzahl von Stationen gibt, die zu einer gegebenen Zeit um den gleichen Kanal konkurrieren und die aufgrund der längeren Zeit, die jede Station auf den Zugang zu dem Medium warten muß ebenso wie aufgrund der höheren Anzahl von Kollisionen, starke Verzögerungen erfahren.
Nach einem anderen Aspekt gibt es gegenwärtig, insbesondere in Systemen, die konform zu den IEEE 802.11 und IEEE 802.11k-Standards sind, eine begrenzte Netzwerkverwaltungsfunktionalität. Die Erfinder haben erkannt, daß es ge wisse Beschränkungen für die Nützlichkeit von Kanalauslastungsinformationen gibt, die gegenwärtig im Zusammenhang mit der Netzwerkverwaltung verwendet werden. Nach Berücksichtigung der Beschränkungen bei der Verwendung von Kanalauslastungsmessungen besteht auch ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren, um eine bessere Netzwerkverwaltung zu erreichen. Diese vorliegende Erfindung stellt im Zusammenhang mit den Kanalauslastungsinformationen eine verbesserte Netzwerkverwaltung verbunden mit den IEEE 802.11- und IEEE 802.11k-Standards zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein System und eine Vorrichtung zur Bestimmung und Bekanntmachung einer Überlastung in einem drahtlosen lokalen Netzwerksystem (WLAN-System) zur Verfügung. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein System und eine Vorrichtung zur Steuerung der Überlastung zur Verfügung, wenn eine Überlastung erkannt wird. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt für drahtlose Systeme, die CSMA/CA verwenden. Bevorzugt werden zur Bestimmung der Überlastung mehrere Metriken verwendet, die umfassen: mittlere Dauer des Backoff-Verfahrens, Verschiebungsrate innerhalb des Grunddienstesatzes (in-BSS), Verschiebungsrate außerhalb des Grunddienstesatzes (out-BSS), Anzahl verbundener Stationen, mittlere WTRU-Kanalauslastung und mittlere Medienzugriffssteuerungs-Pufferbelegung (MAC-Pufferbelegung). Maßnahmen, die getroffen werden, um die Überlastung abzubauen, umfassen bevorzugt: Sortieren des Satzes von WTRUs in der Reihenfolge der meisten verschwendeten Zeit, die verwendet wird, um zu versuchen, quittierte/unquittierte Pakete zu senden, und Trennen einer WTRU nach der anderen, bis die Überlastung abgebaut ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein verbessertes System und eine Vorrichtung für die Netzwerkverwaltung, insbesondere im Kontext der IEEE 802.11 und der IEEE 802.11k-Standards, bevorzugt durch die Verwendung von zwei (2) neuen MAC-Messungen, zur Verfügung. Insbesondere umfassen die zwei (2) neuen Messungen STA Verkehrslastmessungen auf der Aufwärtsstrecke und eine Zugangspunkt- (AP) Dienstauslastungsmessung.
Die Erfindung umfaßt Gesichtspunkte der Verwaltungsinformationsbasisdarstellung (MIB-Darstellung) der Sendewarteschlangengröße, die eine neue Messung der STA-Sendelast in Sinne von unbedienter, in Warteschlangen eingereihter Verkehrsnachfrage bereitstellt. Die Erfindung umfaßt ferner Betrachtungen der MIB-Darstellung der AP-Dienstauslastung, die eine neue Messung der AP-Dienstauslastung bereitstellen, die verwendet werden soll, um die STA bei Kanalwechselentscheidungen zu unterstützen. Die Implementierung dieser Merkmale kann als Software oder in jeder anderen günstigen Form sein. Dieser Aspekt der Erfindung ist im allgemeinen auf die Schichten 1 und 2 anwendbar, wie er auf ein IEEE 802.11k-konformes System im Kontext von orthogonalem Frequenzteilungsmultiplexen (OFDM) und Codemultiplex-Vielfachzugriff-2000-Systemen (CDMA 200-Systemen) angewendet wird. Die Erfindung hat jedoch auch eine allgemeine Anwendbarkeit auf andere Szenarien.
Das System und die Vorrichtung werden in selektiv konfigurierten WTRUs von verschiedener Art vorteilhaft implementiert.
Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist.
1 ist ein Überblicksdiagramm von herkömmlichen IEEE 802.11-WLANs mit ihren jeweiligen Bestandteilen.
2 – 9 sind Flußdiagramme, welche die Technologie der vorliegenden Erfindung zur Bestimmung und Steuerung einer Überlastung in drahtlosen Kommunikationssystemen darstellen. Insbesondere:
2 und 2A stellen gemeinsam ein Verfahren zur Bestimmung der Überlastung dar, wobei die Verschiebungsraten- (DR-) und Paketfehlerraten- (PER-) Metriken und die Trennung von WTRUs auf der Basis der Bestimmung der verschwendeten Zeit, in der versucht wird, unquittierte Pakete zu senden/wiederholt zu senden, verwendet werden.
3 stellt ein Verfahren zur Verwaltung der Lastverteilung vor, indem die Auslastung eines Knotens mit den bekannt gegebenen Auslastungen benachbarter Knoten verglichen wird.
4 stellt ein Verfahren vor, um an WTRUs eine bekannt gegebene Auslastung auf der Basis einer mittleren Verzögerung zwischen dem Erreichen des Kopfes einer Warteschlange durch das Paket und der Sendung des Pakets zu liefern.
5, 6 und 7 stellen ein Verfahren vor, um jeweils eine Sendewarteschlangegröße (TQS), eine konkurrenzfreie Sendewarteschlangengröße (CFTQS) und eine Sendewarteschlangengröße mit Konkurrenz (CTQS) an benachbarte Knoten bereitzustellen.
8 stellt ein Verfahren vor, das von einem Knoten verwendet wird, um einen Kanal auf der Basis der Bewertung der bedienten und nicht bedienten Verkehrslast von WTRUs zu verwalten und um eine skalare Größe für eine Dienstauslastung zur Bekanntgabe an WTRUs bereitzustellen.
9 stellt ein Verfahren vor, das von WTRUs verwendet wird, um einen Knoten auf der Basis von skalaren Auslastungsgrößen, die von benachbarten Knoten bereitgestellt werden, auszuwählen.
10 ist ein Diagramm eines BSS-Auslastungselementformats gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Diagramm eines Zugriffsklassendienst-Auslastungselementformats gemäß der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine Kommunikationsstation, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal oder Element allein (ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen) oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung führt zwei unterschiedliche Ansätze ein, um die Auslastungsmetrik der Kanalüberlastung zu bestimmen: erstens eine Auslastungsmetrik auf der Basis des Grunddienstesatzes (BSS), welche in erster Linie auf der Auslastung einzelner APs basiert. Zweitens eine Auslastungsmetrik auf Kanalbasis, welche eine Metrik ist, die die zwischen verschiedenen APs verteilte Last anzeigt.
BSS-basierte Auslastungsmetriken sind Metriken, die einen hohen Auslastungszustand und Kanalüberlastung bestimmen. Die zwei bevorzugten BSS-basierten Auslastungsmetriken sind: Verschiebungsratenmetrik innerhalb des BSS (in-BSS) und Paketfehlerratenmetrik.
Die Verschiebungsrate (DR) ist eine Messung, die den Prozentsatz an Zeit darstellt, den der Empfänger des AP trägergesperrt ist (d.h. die Freikanalbewertung (CCA) zeigt einen Besetztzustand an), während der AP ein oder mehr Pakete zu senden hat (d.h. seine Warteschlange ist nicht leer). Die DR stellt mit anderen Worten die Menge an Zeit dar, die der AP damit verbringt, die Sendung auf andere WLAN-Knoten zu verschieben.
Die Verschiebungsrate innerhalb des BSS (in-BSS) stellt den Prozentsatz an Zeit dar, den der AP auf ein Paket innerhalb des BSS (d.h. ein Paket, das vom einem, seiner verbundenen WTRUs stammt) trägergesperrt ist, während der AP ein oder mehr Pakete zu senden hat. Die DR innerhalb des BSS stellt mit anderen Worten die Menge an Zeit dar, die der AP damit verbringt, seine eigenen Sendungen zu verschieben, weil eine seiner verbundenen WTRUs die Kontrolle über das Medium übernommen hat (d.h. gerade ein Paket sendet).
Die Verschiebungsrate innerhalb des BSS (in-BSS) zeigt den Pegel der aktuellen in einem System vorhanden Auslastung an und wenn eine Notwendigkeit besteht, an einen anderen Knoten in dem gleichen BSS zu senden, wobei die Zeit gemessen wird, die für das Verschieben einer Sendung verwendet wird. Eine niedrige Verschiebungsmetrik innerhalb des BSS zeigt an, daß die Auslastung für den BSS niedrig ist. Eine hohe Verschiebungsmetrik innerhalb des BSS zeigt an, daß es viele Knoten gibt, die gleichzeitig senden und daß es daher eine erhebliche Auslastung gibt.
In einem Fall, in dem es in dem System mit einer erheblichen Menge an Daten zum Senden nur zwei Knoten gibt, könnte die Verschiebungsrate hoch sein, und wenn sie allein verwendet wird, wird eine Überlastung angezeigt. Da es in dem System jedoch nur zwei Knoten gibt, wird dies nicht als eine Überlastungssituation betrachtet. Um diese Situation zu behandeln, verwendet die vorliegende Erfindung neben der Verschiebungsraten- die Paketfehlerratenmetrik (PER-Metrik).
Die Paketfehlerrate (PER) ist das Verhältnis der Anzahl fehlgeschlagener Sendungen (d.h. Paketsendungen, für die keine Quittung empfangen wurde) zur Gesamtzahl gesendeter Pakete. Die PER-Metrik ist eine gute Anzeige für die Kollisionsrate in dem System, wenn konservative Datenübertragungsraten verwendet werden. Je größer die Anzahl von Knoten in einem System, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit einer Kollision. Die Verwendung sowohl der Verschiebungsratenmetrik innerhalb des BSS (in-BSS) als auch der PER-Metrik stellt gemeinsam eine bessere Anzeige für die Auslastung eines AP zur Verfügung als wenn eine der beiden Metriken einzeln verwendet wird.
In der vorliegenden Erfindung werden die Verschiebungsratenmetrik innerhalb des BSS und die PER-Metrik, wie in 2 gezeigt, jeweils bei den Schritten S1 und S3 bestimmt und werden dann jeweils in bei den Schritten S2 und S4 über eine vordefinierte Zeitspanne (z.B. 30 Sekunden) gemittelt. Die Mittel beider Metriken werden verwendet, um das Auftreten einer Überlastung bei den Schritten S5 und S6 zu signalisieren. Insbesondere wenn die Verschiebungsratenmetrik (DR-Metrik) innerhalb des BSS einen ersten vordefinierten Schwellwert über eine gegebene Zeitspanne (z.B. 30 Sekunden) überschreitet, was bei S5 bestimmt wird, und die PER-Metrik einen zweiten vordefinierten Schwellwert über eine gegebene Zeitspanne (z.B. 30 Sekunden) überschreitet, was bei S6 bestimmt wird, dann ist dies eine Anzeige für eine Überlastung.
Ob eine Überlastung auf der Basis der weiter oben dargelegten Kriterien erkannt wird oder nicht, oder ob andere Verfahren zur Bestimmung der Überlastung verwendet werden, die vorliegende Erfindung stellt die folgenden Maßnahmen zur Verfügung: erstens sortiert der AP bei Schritt S7 alle WTRUs in dem Grunddienstesatz (BSS) in der Reihenfolge des Zeitbetrags, der damit verbracht wird, zu versuchen, neu zu senden. Die verschwendete Zeit wird bevorzugt gemäß dem weiter unten dargelegten Zeitverschwendungsalgorithmus ALGwt bestimmt. Insbesondere wird ein Satz oder eine Liste von WTRUs mit unquittierten Paketen erzeugt. Für jedes Paket, das einer WTRU nicht quittiert wurde, wird die Summe der verschwendeten Zeit, die aufgewendet wurde, um das Paket zu senden und wiederholt zu senden (d.h. Paketgröße/Paketsenderate plus eine Strafe für jedes wiederholt übertragene Paket) aufgezeichnet. Die Strafe spiegelt die zunehmende Verzögerung wider, die mit Wiederholungssendungen verbunden ist, das heißt, die Backoff-Zeit aufgrund der Verdopplung des Überlastungsfensters (CW). Die Strafe stellt die zusätzliche Verzögerung dar, die sich von der Zeit, zu der das Paket sendebereit ist, bis zu der Zeit, zu der das Paket tatsächlich über das Medium gesendet wird, ergibt. Diese Wiederholungssendungszeitmetrik ist daher für Stationen, die nach Kollisionen die Zeit damit verschwenden, Pakete wiederholt zu übertragen, viel größer. Die Wiederholungssendungsmetrik wird über eine ausgewählte Zeitspanne normiert.
Eine Beispielformel für die Bestimmung der verschwendeten Zeit für eine WTRU ist gegeben durch:
wobei:

wasted_txtime_WTRU: = Summe der verschwendeten Zeit, die damit verbacht wird, zu versuchen, Pakete, die nicht quittiert wurden, an eine WTRU zu senden und wiederholt zu senden
j: = j-tes Paket
i: = i-te Sendung des j-ten Pakets
#_pkts_j: = Anzahl von Sendungen des j-ten Pakets, z.B. 1, 2, 3,...
Pkt_size_ij: = Größe der i-ten Sendung des j-ten Pakets in Bits
Pkt_tx_rate_ij: = Senderate der i-ten Sendung des j-ten Pakets in bps
RTx_i>1: = 2^i-2 für i>1, sonst 0
Penalty: = CW_min * Zeitschlitzeinheit, z.B. CW_min= 32 * Zeitschlitzeinheit = 20μs; Bemerkung: CW wird nach der ersten Sendung 2 × CW_min sein.

Es ist zu beachten, daß #_pkts_j der Anzahl unquittierter Sendungen eines gegebenen Pakets entspricht. Wenn das Paket schließlich erfolgreich übertragen ist, entspricht #_pkts_j exakt der Anzahl von Wiederholungssendungen. Wenn das Paket fallen gelassen wird (d.h. nie erfolgreich gesendet wird), entspricht #_pkts_j der (Anzahl der Wiederholungssendungen + 1).
Ein Beispiel für die Berechnung der wasted_txtime_STA wird weiter unten angegeben:
Es wird angenommen, daß ein AP 20 Pakete an eine bestimmte STA zu senden hat. Im Verlauf der Sendungen überwacht und protokolliert der AP, ob das Paket erfolgreich quittiert wurde oder nicht, und die Anzahl der Paketwiederholungssendungen zum Beispiel wie folgt:
GGGGGBBB⇓BBB⇓GGGGG⇑GGGGGG⇑BBB⇑GGGG
wobei:

⇑: = Ratenerhöhung
⇓: Ratenverringerung
G: = quittierter oder "guter" Rahmen
B: = unquittierter oder "schlechter" Rahmen

Das erste B ist das sechste Paket, und es gab sechs Sendungen dieses sechsten (6-ten) Pakets, d.h. BBB⇓BBB.

#_pkts₆ = 6
Pkt_size_i6 = 12000 Bit
Pkt_tx_rate_i6 = {11,0; 11,0; 11,0; 5,5; 5,5; 5,5} Mbps
RTx_i>1*Penalty = {0,0; 640,0; 1280,0; 2560,0; 5120,0; 10240,0} μs

Das 7-te B ist das 17-te Paket, und es gab drei Sendungen dieses 17-ten Pakets, d.h. ⇑BBB⇓.

#_pkts₁₇ = 3
Pkt_size_i17 = 8000 Bit
Pkt_tx_rate_i17 = {11,0; 11,0; 11,0} Mbps
RTx_i>1*Penalty = {0,0; 640,0; 1280,0} μs
Folglich:
wasted_txtimeSTA = (12000/11e6) + (12000/11e6+640,0) +(12000/11e6+1280,0) + (12000/5,5e6+2560,0) +(12000/5,5e6+5120,0) + (12000/5,5e6+10240,0) + (8000/11e6) + (8000/11e6+640,0) + (8000/11e6+1280,0) = 33,76 ms

Bevorzugt werden die WTRUs bei Schritt S7-4 von den größten zu den kleinsten Zeiten sortiert. Das Programm rückt dann vor zu Schritt S8. Bei Schritt S8 (2) wird jede STA aus der sortierten Liste, beginnend mit der größten Zeit, getrennt, bis die Überlastung abgebaut ist.
Die vorliegende Erfindung sorgt auch für die Verwendung anderer Metriken einschließlich: BSS-basierte Auslastungsmetriken; die Anzahl verbundener WTRUs, die Zeit, zu der der Zugangspunkt (AP) alle das Paket betreffenden Quit tungen (ACKs) (z.B. Fragmentierung) auf der Medienzugriffssteuerung (MAC) empfängt und die mittlere MAC-Pufferbelegung (basierend auf der Größe des Puffers).
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zur Verfügung, das die Auslastung der benachbarten APs bei der Bewertung der Notwendigkeit für das System, irgendeine Entlastung (d.h. Trennung) oder Lastverteilung durchzuführen, berücksichtigt. Wenn zum Beispiel, wie in 3 gezeigt, die Auslastung jedes benachbarten AP, wie bei Schritt S9 und S10 bestimmt und bei Schritt S11 und S12 mit benachbarten APs verglichen, auch hoch ist, wird die Entlastung verzögert (Schritt S14), da der Benutzer eine geringe Wahrscheinlichkeit hätte, woanders bedient zu werden, d.h. L1, L2 und L3 sind alle hoch (Schritt S13). Die Entlastung wird bei Schritt S16 durchgeführt, wenn L1 oder L2 geringere bekanntgegebene Auslastungen haben (Schritt S15B). Wenn die Auslastung L3 geringer als L1 und L2 ist, kann der AP eine WTRU annehmen, wie bei Schritt S15A und S17 gezeigt.
Um seinen Stationen (WTRUs) die Auslastung bekannt zu machen, kann ein Zugangspunkt (AP) seine Auslastung zum Beispiel relativ zu benachbarten APs, d.h. AP(x) und AP(y) vergleichen. Wenn eine AP-Auslastung im Vergleich zu der geschätzten Auslastung seiner benachbarten APs hoch ist, dann gibt der AP ansprechend auf eine Bestimmung bei Schritt S15A eine hohe Auslastung bekannt (3). Wenn die AP-Auslastung im Vergleich zu der geschätzten Auslastung seiner Nachbarn niedrig ist, gibt der AP ansprechend auf eine Bestimmung bei Schritt S15B eine niedrige Auslastung bekannt.
Ein anderes Verfahren der vorliegenden Erfindung ist, Metriken zu verwenden, die die Medienauslastung (d.h. Kanalauslastung) bestimmen. Diese Metrik ermöglicht der WTRU den am wenigsten ausgelasteten AP auszuwählen. Medienauslastungsmetriken werden in Fällen verwendet, wenn die Auslastung innerhalb des BSS-Kanals nicht wirksam ist, wie etwa in dem Fall, wenn ein BSS mit einer Auslastung innerhalb des BSS-Kanals einfach zu einem benachbarten BSS verschieben könnte und die Medienauslastung hoch ist, auch wenn die Aus lastung des AP niedrig ist. In diesem Fall sollte die bekannt gegebene Auslastung die Auslastung des Mediums darstellen. In diesem Fall gibt ein AP nur eine niedrige Auslastung bekannt, wenn er fähig ist, die neue WTRU zu unterstützen.
Eine Metrik, die eine Anzeige der Medienauslastung gibt, ist die mittlere Dauer (AvgD), die erforderlich ist, um das Backoff-Verfahren auszuführen, welche für Sendungen auf der Abwärtsstrecke an einem AP in der in 4 gezeigten Weise bestimmt wird. Insbesondere stellt diese Metrik die Medienzugriffsverzögerung dar, die sich von der Zeit, zu der ein Paket sendebereit ist (d.h. das Konkurrieren um den CSMA/CA-Zugang beginnt), bis zu der Zeit, zu der das Paket die Sendung über das Medium beginnt, wie bei den Schritten S18 – S23 bestimmt, und dem Bekanntgeben von AvgD an die WTRUs bei Schritt S24 ergibt.
Die Größe des Konkurrenzfensters beeinflußt die Dauer, die erforderlich ist, um das Backoff-Verfahren auszuführen. Die Konkurrenzfenstergröße wird immer erhöht, wenn von dem Empfangsknoten keine Quittung empfangen wird. Dieser Aspekt deckt Fälle ab, in denen Kollisionen entweder zwischen Knoten des gleichen BSS oder verschiedener BSSs stattfinden. Während des Countdowns eines Backoff-Verfahrens wird der Countdown immer dann unterbrochen, wenn das Medium als belegt abgetastet wird, was die Dauer des Backoff-Verfahrens erhöht. Dieser zusätzliche Aspekt deckt die Fälle ab, in denen das Medium aufgrund von WTRUs des eigenen BSS und/oder benachbarter BSSs stark ausgelastet ist. Diese Metrik allein genommen stellt eine gute Anzeige der Überlastung dar, wie sie von diesem Knoten in dem BSS wahrgenommen wird. Man könnte einfach die Verwendung der Zeit, die das Medium belegt ist (Kanalauslastung), als eine Metrik erwägen. In einem Beispiel, in dem mit dem Zugangspunkt (AP) nur eine WTRU verbunden ist und sie große Datenmengen sendet oder empfängt, wird die Kanalauslastungsmetrik jedoch keine gute Anzeige der Überlastung ergeben. Die Kanalauslastung wird eine hohe Überlastung anzeigen, wenn das System tatsächlich nur einen Nutzer unterstützt. Ein zu diesem AP hinzugenommener zweiter Nutzer (WTRU) könnte ohne weiteres unterstützt werden. In dem Ein-Benutzer-Beispiel würde die neue vorgeschlagene AvgD-Metrik (d.h. die mittlere Dauer, um das Backoff-Verfahren auszuführen) richtigerweise eine niedrige Überlastung anzeigen.
Die AvgD-Metrik ist ein bevorzugtes Maß, da eine kurze für das Backoff-Verfahren erforderliche Dauer ein leicht ausgelastetes Medium anzeigt, wobei eine lange Dauer ein stark ausgelastetes Medium anzeigt. Als ein Beispiel wird der aktuelle IEEE 802.11-Standard betrachtet. Der Minimalwert für ein Konkurrenzfenster (CW) ist 32 × 20 μs = 640 μs, und der Maximalwert ist 1023 × 20 μs = 20,5 ms. Die erforderliche Dauer für die Ausführung des Backoff kann jedoch länger als die Maximalgröße des CW sein, was durch die Unterbrechung des Countdowns aufgrund des Abtastens eines belegten Mediums bewirkt wird. Diese Zunahme der Dauer wird eine Auslastungsanzeige aufgrund der Aktivität in dem Medium sein.
Die Gründe für die Verwendung der MAC-Auslastungsmessungen im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung umfassen:

• Die MAC-Schicht hat viele Informationen, die gegenwärtig über die Verwaltungsinformationsbasis (MIB) oder über Messungen in dem Standard IEEE 802.11 und IEEE 802.11k nicht verfügbar sind.
• Neue Informationsobjekte, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, die für höhere Schichten nützlich sind, sind gegenwärtig nicht verfügbar, wenngleich sie im Rahmen von 802.11k bereitgestellt werden können.
• IEEE 802.11e hat die Kanalauslastung (CU) als ein nützliches Auslastungsinformationsobjekt identifiziert.

Die vorliegende Erfindung erkennt auch, daß ein Bedarf an Auslastungsinformation einer WTRU auf der Aufwärtsstrecke und AP-Dienstauslastungsinformation besteht. Einige der Abgrenzungen der CU-Information umfassen:

• Auslastungsinformation ist nützlich für Kanalwechselentscheidungen in der WTRU und dem AP.
• CU-Informationen eines möglichen Ziel-AP sind nützlich für die WTRU, wenn sie Kanalwechseloptionen bewertet.
• CU ist die Summe der bedienten Last auf der Aufwärtsstrecke (alle WTRUs zum AP) und der bedienten Last auf der Abwärtsstrecke (AP an alle WTRUs), auch als Kanalauslastung bekannt.
• Die Verkehrslast besteht jedoch aus zwei Teilen: der bedienten Verkehrslast und der unbedienten (in die Warteschlange eingereihten) Verkehrslast.

Das Netzwerk hat keinen aktuellen Weg, auf unbediente Verkehrsnachfrage (in Warteschlange eingereihte Verkehrslast) auf der Aufwärtsstrecke zuzugreifen.
Die Vorzüge der WTRU-Verkehrslastmessungen auf der Aufwärtsstrecke (UTLM) in der Netzverwaltung umfassen:

• Eine hohe Kanalauslastung zeigt bedienten Verkehr nahe am Maximum an.
• Wenn die unbediente Verkehrsnachfrage niedrig ist, ist dies eine optimale Kanalverwaltung.
• Wenn die unbediente Verkehrsnachfrage hoch ist, ist dies weniger gut.
• Die unbediente Verkehrsnachfrage auf der Aufwärtsstrecke ist äußerst nützlich, um einen AP in die Lage zu versetzen, Segmente der Rahmenzeit auf der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke besser zu partitionieren.
• APs müssen den Kanal für die maximale Verkehrsnutzung und minimale Verkehrsblockierung regeln.
• In Warteschlangen eingereihter Verkehr an WTRUs auf der Aufwärtsstrecke zeigt Sendeverzögerungen und eine mögliche Kanalsperrung an.
• Das Volumen von Daten, die in den MAC-Sendepuffern in Warteschlangen eingereiht sind, stellt eine gute Messung der in die Warteschlange eingereihten Last auf der Aufwärtsstrecke dar.

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues MAC-Verwaltungsinformationsbasiselement (MAC MIB-Element) für die Sendeverkehrslast, nämlich die Sendewarteschlangengröße (TQS) zur Verfügung. Die Sendewarteschlangengröße (TQS) ist wie folgt definiert: Die neue MIB-Information umfaßt drei (3) Objekte: die gesamte Sendewarteschlangengröße (TQS), die aus der Summe der konkurrenzfreien TQS (CFTQS) und der Konkurrenz-TQS (CTQS) besteht.
Die TQS enthält die aktuelle MAC-Warteschlangengröße in Byte. Die TQS kann in eine 802.11 MAC-MIB-Zählertabelle aufgenommen werden. Die Punkt11-Zählertabelle (Dot11Counters Table) ist eine im Standard definierte Datenstruktur. Die TQS-Information kann durch einen Zähler, wie in 5 gezeigt, implementiert werden, die WTRU initialisiert bei Schritt S25 nach dem Systemhochfahren den TQS-Zähler auf null. Die WTRU empfängt bei Schritt S26 einen Rahmen und reiht den Rahmen bei Schritt S27 in die Warteschlange der MAC-Schicht ein. Bei Schritt S28 erhöht die WTRU den TQS-Zähler um die Anzahl von Byte in dem in die Warteschlange eingereihten Rahmen. Alternativ kann die Summierung ein Softwareverfahren verwenden, wobei eine Zählung in einen Speicher gespeichert und erhöht werden kann, indem eine vorhandene Zählung (PC) zum Beispiel durch PC+1 ersetzt wird, während jedes Byte des Rahmens in die Warteschlange eingereiht wird.
Die WTRU sendet bei Schritt S29 einen Rahmen unter Verwendung der physikalischen Schicht (PHY-Schicht), wenn eine Sitzung eingeleitet wird, und vermindert den TQS-Zähler bei Schritt S30 um die Anzahl der gesendeten Bytes, entweder, wenn sie im unquittierten Modus arbeitet oder wenn ein Rahmen nach der PHY-Sendung von einem AP quittiert wird. Die WTRU kommuniziert bei Schritt S31 die TQS-Zählung an benachbarte APs. Die TQS ist ein neues MIB-Element. Alle MIB-Elemente werden nach Bedarf über eine MIB-Abfrage, die durchgeführt wird, um ein Element aus der MIB eines Nachbarn abzufragen, an Nachbarn gesendet.
Die Konkurrenz-Sendewarteschlangengröße (CTQS) wird, wie zum Beispiel in 6 gezeigt, implementiert, wobei die WTRU bei Schritt S32 beim Hochfahren des Systems den CTQS-Zähler auf null initialisiert. Die MAC-Schicht der WTRU empfängt bei Schritt S33 einen Konkurrenzrahmen und reiht ihn bei Schritt S34 in die Konkurrenz-Warteschlange der MAC-Schicht ein. Bei Schritt S35 wird der CTQS-Zähler um die Anzahl der Bytes in dem empfangenen Rahmen erhöht.
Die WTRU sendet den Rahmen bei Schritt S36 (zum Beispiel an einen AP), wobei sie die PHY-Schicht verwendet, wenn sie entweder in dem unquittierten Modus arbeitet oder wenn der Rahmen nach der PHY-Sendung quittiert wurde, und vermindert den CTQS-Zähler bei Schritt S37 entweder in dem quittierten Modus oder wenn der Rahmen nach einer PHY-Schicht-Sendung quittiert wird, um die Anzahl der gesendeten Bytes. Bei Schritt S38 kommuniziert die WTRU die CTQS-Zählung an benachbarte APs.
Die konkurrenzfreie Sendewarteschlangengröße (CFTQS) wird, wie in 7 gezeigt, implementiert, indem ein CFTQS-Zähler bereitgestellt wird, wobei die WTRU bei Schritt S39 den CFTQS-Zähler beim Hochfahren des Systems auf null initialisiert.
Bei Schritt S40 empfängt die MAC-Schicht der WTRU einen konkurrenzfreien Rahmen und reiht den Rahmen bei Schritt S41 in die konkurrenzfreie Warteschlange (CFQ) ein. Bei Schritt S42 vermindert die WTRU den CFTQS-Zähler um die Anzahl der Bytes in dem in die Warteschlange eingereihten Rahmen.
Bei Schritt S43 sendet die WTRU einen konkurrenzfreien Rahmen unter Verwendung der PHY-Schicht und vermindert den CFTQS-Zähler bei Schritt S44 um die Anzahl der in dem Rahmen gesendeten Bytes entweder in dem quittierten Modus oder wenn der Rahmen nach der PHY-Schicht-Sendung quittiert wird. Bei Schritt S45 kommuniziert die WTRU die Zählung an benachbarte APs.
8 zeigt eine Art und Weise, auf die ein AP die MAC MIB-Information nutzt, wobei der AP zum Beispiel bei den Schritten S46, S47 und S48 jeweils MAC MIB-Informationen, die eine oder mehrere der TSQ-, CTQS- und CFTQS-Zählungen umfassen, zum Beispiel von der WTRU(x), WTRU(y) und der WTRU(z) empfängt. Diese Daten, die unbedienten Verkehr darstellen, werden mit bedienten Verkehrsdaten, wie etwa der Kanalauslastung, die sowohl die Auslastung auf der Aufwärtsstrecke als auch der Abwärtsstrecke umfaßt, kombiniert und werden von dem AP bei Schritt S49 bewertet, und bei Schritt S50 werden die bedienten und unbedienten Auslastungsdaten genutzt, um den Kanal zu steuern, zum Beispiel, indem der Verkehr angepaßt wird, um die Verkehrsauslastung zu maximieren und die Verkehrsblockierung zu minimieren. Der AP kann die Rahmensegmente auf der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke auf der Basis unbedienter Verkehrsdaten auf der Aufwärtsstrecke anpassen, um die Kanalauslastung zu optimieren.
Die Überlegungen zur Bereitstellung von AP-Dienstauslastungsmessungen im Zusammenhang der Erfindung umfassen das Folgende:
WTRUs können mehrere APs als Ziel-APs für den Kanalwechsel betrachten. Wenn zwei APs eine ähnliche Kanalauslastung und annehmbare Signalqualität haben, braucht die WTRU eine Fähigkeit, um in der Lage zu sein, zu bestimmen, welches der bessere AP ist. Indem APs in die Lage versetzt werden, Informationen bezüglich ihrer Fähigkeit, ihren vorhandenen Satz an WTRUs zu bedienen, und ihrer Fähigkeit, weitere WTRUs zu bedienen, bekannt zu geben, kann die Kanalnutzung optimiert werden. Diese Informationen sind ähnlich einer Verkehrswarteschlangenmessung auf der Abwärtsstrecke für den AP, die durch beliebige AP-spezifische Informationen bezüglich seiner erwarteten Kapazität modifiziert ist.
Das Folgende behandelt die AP-Dienstauslastung:
Ein neues MAC MIB-Informationsobjekt wird bereitgestellt, um WTRUs bei ihren Kanalwechselentscheidungen zu unterstützen.
Eine quantitative Anzeige auf einer 255-Werte-Skala (zum Beispiel durch 8 binäre Bits dargestellt) von "gegenwärtig keine WTRU bedienend" bis "kann keine neuen Dienste abwickeln" mit einem definierten Mittelpunkt, der anzeigt, daß die bediente Auslastung optimal ist. Zum Beispiel:
0 – bedient keine WTRU (freier AP oder WTRU ist kein AP)
1 bis 254 – skalare Anzeige der AP-Dienstauslastung.
255 – unfähig, neue Dienste anzunehmen
Die exakte Beschreibung dieses MIB-Objekts ist implementierungsabhängig und braucht nicht mit Exaktheit angegeben werden; eine detaillierte Definition, um den maximalen Nutzen zu erzielen, kann auf die wesentlichen Eigenschaften des bestimmten Netzwerks zugeschnitten werden.
Die neue AP-Dienstauslastung kann in die MAC Punkt11-Zähler-Tabelle oder anderswo in der MIB aufgenommen werden.
Eine WTRU mit mehreren APs, die als ein Ziel-AP ausgewählt werden können, kann neben einer Berücksichtigung der Kanalauslastung und der annehmbaren Signalqualität, wie in 9 gezeigt, Auslastungsbekanntmachungen von dem AP(x), dem AP(y) und dem AP(z) empfangen, was jeweils bei den Schritten S51, S52 und S53 gezeigt ist, und bewertet bei Schritt S54 die empfangen bekannt gegebenen AP-Auslastungen (SL-Skalare) und ist folglich in der Lage, auf der Basis von Vergleichen der empfangenen bekannt gegebenen AP-Auslastungen eine Entscheidung zu treffen, und wählt bei Schritt S55 einen AP aus.
Eine AP-Dienstauslastung (SL) ist ein skalarer Wert und kann zum Beispiel auf bedientem und unbedientem Verkehr basieren ebenso wie auf anderen Daten, wie etwa der Signalqualität, der erwarteten Kapazität, die zum Beispiel auf statistischen Daten basieren. Der AP-SL-Skalar kann, wie in Schritt S50A von 8 gezeigt, erzeugt werden und, wie bei Schritt S50B gezeigt, benachbarten WTRUs bekannt gemacht werden.
Die obigen Verfahren werden bevorzugt in selektiv konfigurierten WTRUs implementiert. Zum Beispiel kann eine WTRU derart konfiguriert werden, daß sie die Kanalverwaltung in einem drahtlosen Netzwerk unterstützt, indem sie eine Speichervorrichtung, einen Prozessor und einen Sender bereitstellt. Die Speichervorrichtung ist bevorzugt derart konfiguriert, daß sie eine Warteschlange aus Datenrahmen für eine Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) der WTRU bereitstellt. Der Prozessor ist bevorzugt derart konfiguriert, daß er die Warteschlangengrößendaten bestimmt, welche unbediente, in die Warteschlange eingereihte Verkehrsnachfrage an der jeweiligen WTRU darstellen. Der Sender ist bevorzugt derart konfiguriert, daß er die Warteschlangengrößendaten an Zugangspunkte (APs) des drahtlosen Netzwerks kommuniziert, wobei ein empfangender AP die Warteschlangengrößendaten nutzt, um die Kanalverwaltung zu unterstützen. Insbesondere ist der Prozessor derart konfiguriert, daß er eine Zählung, welche die in die Warteschlange eingereihte Datengröße darstellt, beim Hochfahren des Systems auf null initialisiert und die Zählung um eine Anzahl von Bytes in einem Rahmen erhöht, wenn der Rahmen von der Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) der WTRU in die Warteschlange eingereiht wird. Bevorzugt ist der Prozessor derart konfiguriert, daß er die Zählung um eine Anzahl von Bytes in einem Rahmen vermindert, wenn ein Rahmen von einer physikalischen Schicht (PHY-Schicht) der WTRU in einem unquittierten Modus gesendet wird. Als eine Alternative kann der Prozessor derart konfiguriert werden, daß er die Zählung um eine Anzahl von Bytes in einem Rahmen vermindert, wenn ein Rahmen von einer physikalischen Schicht (PHY-Schicht) der WTRU gesendet wird, wenn der Rahmen nach einer PHY-Sendung quittiert wurde.
In einer derartigen WTRU ist der Speicher bevorzugt mit Konkurrenz- und konkurrenzfreien Warteschlangen der Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) konfiguriert, und der Prozessor ist derart konfiguriert, daß er Konkurrenz-Sendewarteschlangengrößendaten (CTQS-Daten), die unbediente, in die Warteschlange eingereihte Verkehrsnachfrage für die Konkurrenzwarteschlange darstellen, konkurrenzfreie Sendewarteschlangengrößendaten (CFTQS-Daten), die unbe diente, in die Warteschlange eingereihte Verkehrsnachfrage für die konkurrenzfreie Warteschlange darstellen, und Gesamtsendewarteschlangengrößendaten (TQS-Daten), die unbediente, in die Warteschlange eingereihte Verkehrsnachfrage für alle Sendedaten-Warteschlangen einer Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) darstellen, bestimmt.
Eine derartige WTRU umfaßt bevorzugt auch einen Empfänger, der derart konfiguriert ist, daß er von APs Dienstauslastungsanzeigen empfängt, die auf der Basis von Warteschlangengrößendaten gestaltet sind, welche durch die APs von WTRUs empfangen werden, und eine Steuerung, die derart konfiguriert ist, daß sie einen AP für die drahtlose Kommunikation auf der Basis der empfangenen Auslastungsanzeigen auswählt.
Ein Zugangspunkt (AP) kann derart vorgesehen werden, daß er konfiguriert wird, um die Kanalverwaltung in einem drahtlosen Netzwerk sowohl für Zugangspunkte (APs) als auch für drahtlose Sende/Empfangseinheiten (WTRUs), welche zu drahtlosen Kommunikationen mit den APs über drahtlose Kanäle fähig sind, bereitzustellen. Ein Empfänger ist derart konfiguriert, daß er unbediente Verkehrsnachfragedaten empfängt, die von WTRUs empfangen werden, die sich innerhalb einer drahtlosen Dienstreichweite des AP befinden. Der AP hat bevorzugt einen Prozessor, der derart konfiguriert ist, daß er auf der Basis von unbedienten Verkehrsnachfragedaten, die von WTRUs empfangen werden, eine Dienstauslastungsanzeige berechnet. Ein Sender ist enthalten, der derart konfiguriert ist, daß er die Dienstauslastungsanzeige an WTRUs innerhalb der drahtlosen Dienstreichweite des AP bekannt macht, wodurch WTRUs, die sich innerhalb der drahtlosen Dienstreichweite des AP befinden, die bekannt gemachte Dienstauslastungsanzeige verwenden können, um die Auswahl eines AP, mit dem eine drahtlose Kommunikation geführt werden soll, zu unterstützen. In einem derartigen AP ist der Empfänger bevorzugt derart konfiguriert, daß er bekannt gemachte Dienstauslastungsanzeigen von anderen APs empfängt, und der Prozessor ist bevorzugt derart konfiguriert, daß er die von anderen APs empfangenen bekannt gemachten Dienstauslastungsanzeigen verwendet, um Entscheidungen bezüglich der Trennung betriebsbereit verbundener WTRUs von Kommunikationen mit dem AP zu unterstützen.
In einer anderen Ausführungsform ist eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) derart konfiguriert, daß sie die Überlastung in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das durch einen Grunddienstesatz (BSS) definiert ist, steuert. Die WTRU hat einen Prozessor, der derart konfiguriert ist, daß eine Verschiebungsrate (DR) innerhalb des Grunddienstesatzes (in-BSS) bestimmt und die DR über ein gegebenes Zeitintervall mittelt. Bevorzugt ist der Prozessor derart konfiguriert, daß er auch die Paketfehlerrate (PER) bestimmt und diese PER über das genannte Zeitintervall mittelt. Ein Speicher ist derart konfiguriert, daß er Vergleichswerte speichert, welche die Zeit darstellen, die für jede der betriebsbereit mit der WTRU in dem BSS verbundene WTRU damit verschwendet wurde, zu versuchen, Daten zu senden. Ein Transceiver ist enthalten, welcher derart konfiguriert ist, daß er betriebsbereit verbundene WTRUs von der WTRU trennt, wobei mit einer WTRU begonnen wird, die einen Vergleichswert gespeichert hat, der die längste Zeit widerspiegelt, die zum Versuch, Daten zu senden, verwendet wurde, wenn die mittlere DR und die mittlere PER größer als gegebene Schwellwerte sind.
In einer derartigen WTRU ist der Prozessor bevorzugt derart konfiguriert, daß er die DR und die PER über ein Zeitintervall in der Größenordnung von dreißig Sekunden mittelt, und der Transceiver ist derart konfiguriert, daß er regelmäßig Vergleichswerte empfängt und den Speicher aktualisiert, wobei die Werte die verschwendete Zeit widerspiegeln, die für jede betriebsbereit mit der WTRU verbundene WTRU verwendet wurde, um zu versuchen, Daten zu senden.
In einer derartigen WTRU kann der Prozessor auch derart konfiguriert sein, daß er einen Vergleichswert für die verschwendete Zeit bestimmt, indem er die Zeit mißt, die die WTRU braucht, um ansprechend auf ein gesendetes Datenpa ket entweder eine erfolgreiche Quittung (ACK) oder eine negative Quittung (NACK) zu empfangen, die gemessenen Zeiten während einer Beacon-Zeitspanne summiert und die Summe mit der Beacon-Zeitspanne normiert. Der Transceiver wird dann bevorzugt derart konfiguriert, daß er regelmäßig aktuelle Vergleichswerte sendet, welche die verschwendete Zeit widerspiegeln, die verwendet wurde, um zu versuchen, Daten an andere WTRUs zu senden.
Ein Zugangspunkt AP kann auch derart konfiguriert werden, daß er drahtlose Sende/Empfangseinheiten (WTRUs) bei der Auswahl eines Zugangspunkts AP, mit dem eine drahtlose Kommunikation in einem drahtlosen Kommunikationssystem geführt werden soll, unterstützt, indem er mit selektiv konfigurierten Bestandteilen versehen wird. Bevorzugt wird ein Empfänger derart konfiguriert, daß er bekannt gegebene Auslastungsanzeigen von anderen RPs empfängt. Ein Prozessor ist enthalten, welcher derart konfiguriert ist, daß er eine Kommunikationslast des AP mit empfangenen bekannt gemachten Auslastungsanzeigen von anderen APs vergleicht und auf der Basis dieses Vergleichs eine angepaßte Auslastung des AP bestimmt. Ein Sender wird derart konfiguriert, daß er die angepaßte AP-Auslastung an WTRUs bekannt gibt. Bevorzugt ist der Prozessor derart konfiguriert, daß er diese Vergleichs- und Bestimmungsarbeitsschritte regelmäßig ausführt, um die Auslastung, die der Sender den WTRUs bekannt gibt, zu aktualisieren.
In einem derartigen AP kann der Sender derart konfiguriert werden, daß er eine geringe Auslastung bekannt gibt, wenn der Prozessor bestimmt, daß die Kommunikationsauslastung der AP im Vergleich zu der bekannt gemachten Auslastung anderer APs niedrig ist, und daß er eine hohe Auslastung bekannt gibt, wenn der Prozessor bestimmt, daß die Kommunikationsauslastung des AP im Vergleich zu der bekannt gemachten Auslastung anderer APs hoch ist. Der Prozessor kann auch derart konfiguriert werden, daß er eine Kommunikationslast des AP bestimmt, indem er die Verzögerung zwischen einer Zeit, wenn ein Datenpaket sendebereit ist, und einer Zeit, wenn das Paket tatsächlich an eine WTRU geendet wird, mißt, diese Verzögerung über eine gegebene Zeitspanne mittelt und die mittlere Verzögerung nutzt, um die Auslastung anzuzeigen.
In einer anderen Ausführungsform ist eine Basisstation derart konfiguriert, daß sie WTRUs von der betriebsbereiten Verbindung mit ihr trennt, wenn in einem drahtlosen Netzwerk ein Überlastungszustand erkannt wird. Die Basisstation hat einen Prozessor, der derart konfiguriert ist, daß er die verschwendete Zeit (Tw) für jede verbundene WTRU bestimmt, die dafür verwendet wurde, zu versuchen, unquittierte Pakete zu senden/erneut zu senden, und daß er die verschwendete Zeit Tw für jede verbundene WTRU über eine gegebene Zeitspanne normiert. Es ist ein Speicher vorgesehen, der derart konfiguriert ist, daß er eine Liste verbundener WTRUs und ihre jeweiligen normierten verschwendeten Zeiten speichert. Ein Transceiver ist derart konfiguriert, daß er auf der Basis deren normierter verschwendeter Zeiten WTRUs trennt, um die Überlastung abzubauen, wobei eine WTRU mit der größten Tw zuerst getrennt wird. Bevorzugt ist der Prozessor derart konfiguriert, daß er eine Strafe, welche die zunehmende Verzögerung darstellt, die mit Wiederholungsübertragungen verbunden ist, zu der genannten Tw hinzu addiert, wobei er zum Beispiel derart konfiguriert ist, daß er verschwendete Sendezeit (Tw) von WTRUs gemäß der weiter oben dargelegten Formel berechnet.
IEEE 802.11e unterstützt mehrere Zugriffsklassen, wie etwa zum Beispiel Sprach-, Video-, Hintergrundverkehr und Verkehr nach bestem Bemühen. In einer Ausführungsform verwendet die vorliegende Erfindung bevorzugt die AP-Dienstauslastung pro Zugriffsklasse. Das BSS-Auslastungselement enthält Informationen über die aktuelle Stationsbevölkerung, den Verkehrspegel und den Dienstpegel in dem BSS. 10 zeigt ein Beispiel für die Elementinformationsfelder gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Längenfeld soll auf die Anzahl von Oktetten in den folgenden Feldern eingestellt werden. Das Stations zählfeld wird als eine vorzeichenlose ganze Zahl interpretiert, welche die Gesamtanzahl von STAs anzeigt, die gerade mit diesem BSS verbunden sind. Das Stationszählfeld soll in Beacon- oder Probeantwortrahmen nicht vorhanden sein, wenn lediglich beispielhaft dot11QoSOptionImplemented, dot11QBSSLoadImplemented und dot11RadioMeasurementEnabled alle wahr sind.
Das Kanalauslastungsfeld ist als der Prozentsatz an Zeit definiert, den der AP das Medium als belegt abgetastet hat, wie er entweder durch den physikalischen oder virtuellen Leitungsüberwachungsmechanismus angezeigt wird. Dieser Prozentsatz wird als ein bewegliches Mittel von ((Kanalbelegungszeit/(dot11ChannelUtilizationBeaconIntervals * dot11BeaconPeriod * 1024)) * 255) dargestellt, wobei die Kanalbelegungszeit derart definiert ist, daß sie die Anzahl von Mikrosekunden ist, während denen der Leitungsüberwachungsmechanismus eine Belegtkanalanzeige angezeigt hat, und dot11ChannelUtilizationBeaconIntervals die Anzahl von aufeinanderfolgenden Beacon-Intervallen darstellt, während derer das Mittel berechnet werden sollte. Das Kanalauslastungsfeld sollte in den Beacon- oder Probeantwortrahmen nicht vorhanden sein, wenn dot11QoSOptionImplemented, dot11QBSSLoadImplemented und dot11RadioMeasurementEnabled alle wahr sind.
Die AP-Dienstauslastung soll eine skalare Anzeige des relativen Pegels der Dienstauslastung an einem AP sein. Ein niedriger Wert soll mehr verfügbare Dienstkapazität anzeigen als ein höherer Wert. Der Wert 0 soll anzeigen, daß dieser AP gerade keine STA bedient. Die Werte zwischen 0 und 254 sollen eine logarithmisch skalierte Darstellung der mittleren Medienzugriffsverzögerung für DCF-gesendete Pakete sein, die von der Zeit, zu der das DCF-Paket sendebereit ist (d.h. der CSMA/CA-Zugriff beginnt), bis zu der tatsächlichen Paketsendungsstartzeit, gemessen wird. Ein Wert von 1 soll 50 μs Verzögerung darstellen, während ein Wert von 253 5,5 ms Verzögerung oder jede Verzögerung über 5,5 ms darstellen soll. Der Wert 254 soll anzeigen, daß keine weitere AP- Dienstauslastung verfügbar ist. Der Wert 255 soll anzeigen, daß die AP-Dienstauslastung nicht verfügbar ist. Der AP soll die mittlere Zugriffsverzögerung für alle Sendepakete, die den DCF-Zugriffsmechanismus verwenden, über ein vorbestimmtes Zeitfenster, wie etwa ein Dreißig-Sekunden-Meßfenster, messen und mitteln. Die Genauigkeit für die mittlere Medienzugriffsverzögerung soll +/–200μs oder besser sein, wenn sie über mindestens 200 Pakete gemittelt wird.
Die Zugriffsklassen- (AC) Dienstauslastungselemente können nur bei QoS-erweiterten APs (QAPs) in der BSS-Auslastung bereitgestellt werden. Die AC-Dienstauslastung kann eine skalare Anzeige der mittleren Zugriffsverzögerung (AAD) für Dienste der angezeigten Zugriffsklasse an einem QAP sein. Ein niedriger Wert soll eine kürzere Zugriffsverzögerung als ein höherer Wert anzeigen. Der Wert 0 soll anzeigen, daß dieser QAP gerade keine Dienste der angezeigten AC bereitstellt. Die Werte zwischen 0 und 254 sollen eine logarithmisch skalierte Darstellung der mittleren Medienzugriffsverzögerung für gesendete Pakete in der angezeigten AC sein, die von der Zeit, zu der das EDCF-Paket sendebereit ist (d.h. der CSMA/CA-Zugriff beginnt), bis zu der tatsächlichen Paketsendungsstartzeit, gemessen wird. Ein Wert von 1 soll 50 μs Verzögerung darstellen, während ein Wert von 253 5,5 ms Verzögerung oder jede Verzögerung über 5,5 ms darstellen soll. Der Wert 254 soll anzeigen, daß die Dienste der angezeigten AC gegenwärtig gesperrt oder unterbrochen sind. Der Wert 255 soll anzeigen, daß die AC-Dienstauslastung nicht verfügbar ist.
Der QAP soll die Medienzugriffsverzögerung für alle Sendepakete der angezeigten AC, die den EDCF-Zugriffsmechanismus verwenden, über ein vorbestimmtes Zeitfenster, wie etwa ein zusammenhängendes Dreißig-Sekunden-Meßfenster, messen und mitteln. Die Genauigkeit der mittleren Medienzugriffsverzögerung soll +/–200μs oder besser sein, wenn sie über mindestens 200 Pakete gemittelt wird. Die AC-Dienstauslastung wird bevorzugt, wie in 11 gezeigt, als zwei Oktett-Teilelemente formatiert, wobei das erste Oktett die AC-Anzeige (ACI) enthält und das zweite Oktett den Meßwert der AAD für die angezeigte AC enthält. Es sollte bemerkt werden, daß die in 10 und 11 gezeigten Oktette lediglich als ein Beispiel bereitgestellt werden und jedes andere Oktett verwendet werden kann. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel für die ACI-Codierung.
Nun Bezug nehmend auf 12, ist eine Kommunikationsstation 100 gezeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Es wird bemerkt, daß die Kommunikationsstation 100 ein Zugangspunkt (AP), eine WTRU oder jede andere Art von Vorrichtung sein kann, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten. Die Kommunikationsstation 100 umfaßt bevorzugt einen Empfänger 102, der derart konfiguriert ist, daß er unbediente Verkehrsnachfragedaten von WTRUs, die sich in einer drahtlosen Dienstreichweite 108 der Kommunikationsstation 100 befinden, empfängt. Die Kommunikationsstation 100 umfaßt auch einen Prozessor 104. Der Prozessor 104 ist bevorzugt mit dem Empfänger 102 verbunden und ist derart konfiguriert, daß er ein BSS-Auslastungselement für jede der mehreren Zugriffsklassen berechnet. Die Kommunikationsstation 100 umfaßt auch einen Sender 106. Der Sender 106 ist bevorzugt derart konfiguriert, daß er das BSS-Auslastungselement innerhalb einer Dienstreichweite 108 der Kommunikationsstation 100 bekannt macht. Das BSS-Auslastungselement kann dann von anderen Kommunikationsstationen (z.B. Zugangspunkten und/oder WTRUs) innerhalb der Dienstreichweite 108 der Kommunikationsstation 100 empfangen wer den, wodurch sie mit Informationen bezüglich des BSS versorgt werden.
Die Erfindung beschreibt ein verbessertes System und eine Vorrichtung für die Netzwerkverwaltung, insbesondere im Kontext der Standards IEEE 802.11 und IEEE 802.11k, durch zwei neue MAC-Messungen mit begleitenden Vorteilen. Die zwei neuen Messungen umfassen WTRU-Verkehrsauslastungsmessungen auf der Aufwärtsstrecke und eine AP-Dienstauslastungsmessung, und sie sind allgemein zumindest auf die Schichten 1 und 2 anwendbar, wie sie im Zusammenhang mit OFDM- und CDMA 2000-Systemen zumindest auf 802.11k anwendbar sind, sind aber auch auf andere Szenarien anwendbar. Ein System und eine Vorrichtung zur Bestimmung und Bekanntmachung einer Überlastung werden auch für ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN) bereitgestellt. Die vorliegende Erfindung führt auch ein System und eine Vorrichtung ein, um eine Überlastung zu steuern, wenn die Überlastung erkannt wird. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung gilt in erster Linie für drahtlose Systeme, die einen Vielfachzugriffsmechanismus mit Leitungsüberwachung/Konkurrenzvermeidung (CSMA/CA) verwenden. Das System und die Erfindung werden vorteilhaft in selektiv konfigurierten WTRUs von verschiedener Art implementiert.
Während diese Erfindung insbesondere unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht sich für Fachleute auf dem Gebiet, daß verschiedene Änderungen in der Form und den Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er hier weiter oben beschrieben ist, zu verlassen.

Claims

Zugangspunkt (AP), der konfiguriert ist, in einem drahtlosen Netzwerk eine Kanalverwaltung für andere APs und WTRUs, die zu drahtlosen Kommunikationen untereinander auf drahtlosen Kanälen fähig sind, bereitzustellen, wobei der AP aufweist: einen Empfänger, der konfiguriert ist, unbediente Verkehrsnachfragedaten von WTRUs zu empfangen, die sich innerhalb der drahtlosen Dienstreichweite des AP befinden; einen mit dem Empfänger verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor konfiguriert ist, ein BSS-Auslastungselement für jede von mehreren Zugriffsklassen zu berechnen; einen mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender konfiguriert ist, das BSS-Auslastungselement an WTRUs innerhalb der Dienstreichweite des AP bekannt zu geben; und wobei der Empfänger ferner konfiguriert ist, bekannt gemachte BSS-Auslastungselemente von anderen APs zu empfangen, und der Prozessor ferner konfiguriert ist, die empfangenen BSS-Auslastungselemente von anderen APs zu nutzen, um die WTRUs beim Treffen von Trennungsentscheidungen zu unterstützen.
AP nach Anspruch 1, wobei die Zugriffsklassen Sprach-, Video-, Hintergrundverkehr und Verkehr nach bestem Bemühen aufweisen.
AP nach Anspruch 2, wobei das BSS-Auslastungselement aufweist: ein Elementidentifikationsfeld; ein AP-Dienstauslastungsfeld, wobei das AP-Dienstauslastungsfeld eine skalare Anzeige eines relativen Pegels der Dienstauslastung an dem AP ist; und ein Längenfeld, dessen Wert auf eine Gesamtzahl von Oktetten eingestellt ist, die in allen Feldern des BSS-Auslastungselements enthalten sind.
AP nach Anspruch 3, wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Stationszählfeld aufweist, wobei das Stationszählfeld eine vorzeichenlose ganze Zahl ist, die eine Gesamtanzahl von WTRUs anzeigt, die mit einem aktuellen BSS verbunden sind.
AP nach Anspruch 4, wobei der AP ein Dienstqualität-erweiterter AP (QoS-erweiterter AP = QAP) ist und wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Zugriffsklassen- (AC) Dienstauslastungsfeld aufweist, wobei das AC-Dienstauslastungsfeld als vier Teilfelder formatiert ist, jeweils eins, um eine skalare Anzeige einer mittleren Zugriffsverzögerung (AAD) für Dienste einer der Zugriffsklassen an dem QAP anzuzeigen.
AP nach Anspruch 5, wobei das AC-Dienstauslastungsfeld nur dann in dem BSS-Auslastungsfeld enthalten ist, wenn ein QoS-Option-implementiert-Parameter wahr ist.
AP nach Anspruch 6, wobei die vier Teilfelder ein AAD-Feld für das beste Bemühen (AADBE), ein AAD-Feld für den Hintergrund (AADBG), ein AAD-Feld für Video (AADVI) und ein AAD-Feld für Sprache (AADVO) aufweisen.
AP nach Anspruch 7, wobei ein niedriger AAD-Wert eine kürzere Zugriffsverzögerung als ein höherer AAD-Wert anzeigt.
AP nach Anspruch 8, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, einen AAD-Wert für ein erstes der vier Teilfelder auf einen AAD-Wert des Teilfelds zu setzen, das benachbart und rechts von dem ersten Teilfeld ist, wenn der QAP keine Dienste für eine angezeigte Zugriffsklasse bereitstellt.
AP nach Anspruch 9, wobei der AP ferner konfiguriert ist, den Medienzugriffsverzögerungswert (MAD-Wert) für alle Sendepakete einer angezeigten Zugriffsklasse zu messen und zu mitteln.
AP nach Anspruch 10, wobei der MAD-Wert unter Verwendung eines EDCF-Zugriffsmechanismus über ein zusammenhängendes Zeitfenster gemessen und gemittelt wird und wobei eine gemittelte MAD einen vorbestimmten Genauigkeitsbereich hat und auf einer minimalen Anzahl von Sendepaket-Verzögerungsmessungen basiert.
AP nach Anspruch 11, wobei das Zeitfenster ein Dreißig- (30) Sekunden-Meßfenster ist, wobei der vorbestimmte Genauigkeitsbereich zweihundert (200) μs ist und wobei das MAD-Mittel auf mindestens zweihundert Sendepaket-Verzögerungsmessungen basiert.
AP nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei ein AAD-Wert innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs in einem der vier Teilfelder eine logarithmisch skalierte Darstellung einer mittleren MAD für gesendete Pakete in einer angezeigten Zugriffsklasse ist, wobei die mittlere MAD von einer Zeit, zu der ein EDCF-Paket sendebereit ist, bis zu einer Zeit, zu der das EDCF-Paket tatsächlich gesendet wird, gemessen wird.
AP nach Anspruch 13, wobei der Wertebereich zwischen null (0) und zweihundertvierundfünfzig (254) liegt.
AP nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein vorbestimmter AAD-Wert in jedem der vier Teilfelder anzeigt, daß der QAP keine Dienste einer angezeigten Zugriffsklasse oder einer Zugriffsklasse mit höherer Priorität bereitstellt.
AP nach Anspruch 15, wobei der vorbestimmte AAD-Wert null (0) ist.
AP nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei andere vorbestimmte AAD-Werte verschiedene mittlere MAD-Zeiten darstellen.
AP nach Anspruch 17, wobei ein AAD-Wert von eins (1) eine mittlere MAD von fünfzig (50) μs darstellt.
AP nach Anspruch 17 oder 18, wobei ein AAD-Wert von zweihundertdreiundfünfzig (253) eine mittlere Medienzugriffsverzögerung von fünfeinhalb (5,5) μs oder mehr darstellt.
AP nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei ein AAD-Wert von zweihundertvierundfünfzig (254) anzeigt, daß Dienste mit einer angezeigten Zugriffsklasse gegenwärtig gesperrt sind.
AP nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei ein AAD-Wert von zweihundertfünfundfünzig (255) anzeigt, daß eine AC-Dienstauslastung nicht verfügbar ist.
AP nach einem der Ansprüche 4 bis 21, wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Kanalauslastungsfeld aufweist, wobei das Kanalauslastungsfeld einen Prozentsatz an Zeit definiert, den der AP ein Übertragungsmedium, wie durch einen Leitungsüberwachungsmechanismus angezeigt, als belegt abgetastet hat.
AP nach Anspruch 22, wobei der Prozentsatz an Zeit ein bewegliches Mittel ist.
AP nach Anspruch 23, wobei das bewegliche Mittel unter Verwendung wenigstens eines Parameters definiert wird, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Kanalbelegungszeit-Parameter, einem Kanalauslastungs-Beacon-Intervall-Parameter und einem Beacon-Zeitspannenparameter besteht.
AP nach Anspruch 24, wobei das bewegliche Mittel als ein Produkt aus einem Kanalbelegungszeit-Parameter und zweihundertfünfundfünfzig (255), geteilt durch ein Produkt eines Kanalauslastungs-Beacon-Intervall-Parameters, eines Beacon-Zeitspannenparameters und eintausendvierundzwanzig (1024) definiert wird.
AP nach Anspruch 24 oder 25, wobei der Kanalbelegungszeit-Parameter als eine Anzahl von Mikrosekunden definiert ist, während derer der Leitungsüberwachungsmechanismus eine Kanalbelegungsanzeige angezeigt hat, und wobei der Kanalauslastungs-Beacon-Intervall-Parameter als eine Anzahl aufeinanderfolgender Beacon-Intervalle definiert ist, während derer ein Mittel berechnet werden kann.
AP nach Anspruch 26, wobei das Kanalauslastungsfeld in dem BSS-Auslastungselement enthalten ist, wenn ein QoS-Option-implementiert-Parameter und/oder ein PBSS-Auslastung-implementiert-Parameter falsch ist.
Kommunikationsstation, die konfiguriert ist, in einem drahtlosen Netzwerk eine Kanalverwaltung für andere Kommunikationsstationen, die zu drahtlosen Kommunikationen untereinander auf drahtlosen Kanälen fähig sind, bereitzustellen, wobei die Kommunikationsstation aufweist: einen Empfänger, der konfiguriert ist, unbediente Verkehrsnachfragedaten von anderen Kommunikationsstationen zu empfangen, die sich innerhalb der drahtlosen Dienstreichweite der Kommunikationsstation befinden; einen mit dem Empfänger verbundenen Prozessor, wobei der Prozessor konfiguriert ist, ein BSS-Auslastungselement für jede von mehreren Zugriffsklassen zu berechnen; einen mit dem Prozessor verbundenen Sender, wobei der Sender konfiguriert ist, das BSS-Auslastungselement an andere Kommunikationsstationen bekannt zu geben; und wobei der Empfänger ferner konfiguriert ist, bekannt gemachte BSS-Auslastungselemente von anderen Kommunikationsstationen zu empfangen, und der Prozessor ferner konfiguriert ist, die empfangenen BSS-Auslastungselemente zu nutzen, um andere Kommunikationsstationen beim Treffen von Trennungsentscheidungen zu unterstützen.
Kommunikationsstation nach Anspruch 28, wobei die Zugriffsklassen Sprach-, Video-, Hintergrundverkehr und Verkehr nach bestem Bemühen aufweisen.
Kommunikationsstation nach Anspruch 29, wobei das BSS-Auslastungselement aufweist: ein Elementidentifikationsfeld; ein Kommunikationsstation-Dienstauslastungsfeld, wobei das Kommunikationsstation-Dienstauslastungsfeld eine skalare Anzeige eines relativen Pegels der Dienstauslastung an der Kommunikationsstation ist; und ein Längenfeld, dessen Wert auf eine Gesamtzahl von Oktetten eingestellt ist, die in allen Feldern des BSS-Auslastungselements enthalten sind.
Kommunikationsstation nach Anspruch 30, wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Stationszählfeld aufweist, wobei das Stationszählfeld eine vorzeichenlose ganze Zahl ist, die eine Gesamtanzahl von Kommunikationsstationen anzeigt, die mit einem aktuellen BSS verbunden sind.
Kommunikationsstation nach Anspruch 31, wobei die Kommunikationsstation eine QCS ist und wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Zugriffsklassen- (AC) Dienstauslastungsfeld aufweist, wobei das AC-Dienstauslastungsfeld als vier Teilfelder formatiert ist, jeweils eins, um eine skalare Anzeige einer mittleren Zugriffsverzögerung (AAD) für Dienste einer der Zugriffsklassen an der QCS anzuzeigen.
Kommunikationsstation nach Anspruch 32, wobei das AC-Dienstauslastungsfeld nur dann in dem BSS-Auslastungsfeld enthalten ist, wenn ein QoS-Option-implementiert-Parameter wahr ist.
Kommunikationsstation nach Anspruch 33, wobei die vier Teilfelder ein AAD-Feld für das beste Bemühen (AADBE), ein AAD-Feld für den Hintergrund (AADBG), ein AAD-Feld für Video (AADVI) und ein AAD-Feld für Sprache (AADVO) aufweisen.
Kommunikationsstation nach Anspruch 34, wobei ein niedriger AAD-Wert eine kürzere Zugriffsverzögerung als ein höherer AAD-Wert anzeigt.
Kommunikationsstation nach Anspruch 35, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, einen AAD-Wert für ein erstes der vier Teilfelder auf einen AAD-Wert des Teilfelds zu setzen, das benachbart und rechts von dem ersten Teilfeld ist, wenn die QCS keine Dienste für eine angezeigte Zugriffsklasse bereitstellt.
Kommunikationsstation nach Anspruch 36, wobei die Kommunikationsstation ferner konfiguriert ist, den MAD-Wert für alle Sendepakete einer angezeigten Zugriffsklasse zu messen und zu mitteln.
Kommunikationsstation nach Anspruch 37, wobei der MAD-Wert unter Verwendung eines EDCF-Zugriffsmechanismus über ein zusammenhängendes Zeitfenster gemessen und gemittelt wird und wobei eine gemittelte MAD einen vorbestimmten Genauigkeitsbereich hat und auf einer minimalen Anzahl von Sendepaket-Verzögerungsmessungen basiert.
Kommunikationsstation nach Anspruch 38, wobei das Zeitfenster ein Dreißig- (30) Sekunden-Meßfenster ist, wobei der vorbestimmte Genauigkeitsbereich zweihundert (200) μs ist und wobei das MAD-Mittel auf mindestens zweihundert Sendepaket-Verzögerungsmessungen basiert.
Kommunikationsstation nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei ein AAD-Wert innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs in einem der vier Teilfelder eine logarithmisch skalierte Darstellung einer mittleren MAD für gesendete Pakete in einer angezeigten Zugriffsklasse ist, wobei die mittlere MAD von einer Zeit, zu der ein EDCF-Paket sendebereit ist, bis zu einer Zeit, zu der das EDCF-Paket tatsächlich gesendet wird, gemessen wird.
Kommunikationsstation nach Anspruch 40, wobei der Wertebereich zwischen null (0) und zweihundertvierundfünfzig (254) liegt.
Kommunikationsstation nach Anspruch 40 oder 41, wobei ein vorbestimmter AAD-Wert in jedem der vier Teilfelder anzeigt, daß die QCS keine Dienste einer angezeigten Zugriffsklasse oder einer Zugriffsklasse mit höherer Priorität bereitstellt.
Kommunikationsstation nach Anspruch 42, wobei der vorbestimmte AAD-Wert null (0) ist.
Kommunikationsstation nach einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei andere vorbestimmte AAD-Werte verschiedene mittlere MAD-Zeiten darstellen.
Kommunikationsstation nach Anspruch 44, wobei ein AAD-Wert von eins (1) eine mittlere MAD von fünfzig (50) μs darstellt.
Kommunikationsstation nach Anspruch 44 oder 45, wobei ein AAD-Wert von zweihundertdreiundfünfzig (253) eine mittlere Medienzugriffsverzögerung von fünfeinhalb (5,5) μs oder mehr darstellt.
Kommunikationsstation nach einem der Ansprüche 44 bis 46, wobei ein AAD-Wert von zweihundertvierundfünfzig (254) anzeigt, daß Dienste mit einer angezeigten Zugriffsklasse gegenwärtig gesperrt sind.
Kommunikationsstation nach einem der Ansprüche 44 bis 47, wobei ein AAD-Wert von zweihundertfünfundfünzig (255) anzeigt, daß eine AC-Dienstauslastung nicht verfügbar ist.
Kommunikationsstation nach einem der Ansprüche 31 bis 48, wobei das BSS-Auslastungselement ferner ein Kanalauslastungsfeld aufweist, wobei das Kanalauslastungsfeld einen Prozentsatz an Zeit definiert, den die Kommunikationsstation ein Übertragungsmedium, wie durch einen Leitungsüberwachungsmechanismus angezeigt, als belegt abgetastet hat.
Kommunikationsstation nach Anspruch 49, wobei der Prozentsatz an Zeit ein bewegliches Mittel ist.