DE202006002933U1 - Maschenpunkt für die Unterstützung der Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz - Google Patents

Maschenpunkt für die Unterstützung der Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz Download PDF

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Abstract

Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist:
(a) eine Antenne;
(b) eine mit der Antenne verbundene Einheit der physikalischen Schicht (PHY-Einheit) zum Senden von Daten- und Quittungspaketen (ACK-Pakete) über die Antenne; und
(c) eine mit der PHY-Einheit verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Erzeugen der gesendeten Daten- und ACK-Pakete, wobei jedes der Daten- und ACK-Pakete ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Feld mit der verfügbaren Datenrate umfaßt, wobei das Feld mit der verfügbaren Datenrate für den Datenfluß, der durch das Flußkennungsfeld gekennzeichnet ist, eine verfügbare Datenrate anzeigt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Maschenpunkt (MP) für die Unterstützung der Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz, das mehrere MPs umfaßt.
  • Ein drahtloses lokales Maschennetz (WLAN) ist ein IEEE 802.11-basiertes drahtloses Verteilungssystem (WDS), das mehrere MPs aufweist, die über IEEE 802.11-Verbindungen miteinander verbunden sind. Jeder MP auf dem Maschennetz empfängt und sendet seinen eigenen Verkehr, während er als eine Leitweglenkungseinrichtung für andere MPs wirkt. Jeder MP hat die Fähigkeiten, um automatisch ein effizientes Netzwerk zu konfigurieren und anzupassen, wenn ein bestimmter MP überlastet wird oder nicht verfügbar wird. Die Vorteile von Maschennetzen umfassen die einfache Einrichtung, die Selbstkonfigurierung, die Selbstheilung, die Zuverlässigkeit und ähnliches.
  • Die Flußsteuerung paßt den Datenfluß von einem Knoten zum anderen in dem Netzwerk dynamisch an, um sicherzustellen, daß jeder Empfangsknoten in dem Verkehrsweg alle ankommenden Daten ohne Datenüberlauf abwickeln kann. Flußsteuerungsalgorithmen wurden für verschiedene Arten von Netzwerken entwickelt (z.B. asynchrone Übermittlung (ATM), Übermittlungssteuerungsprotokoll (TCP)/Internetprotokoll (IP) oder ähnliche). Eine Flußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz stellt jedoch neue Herausforderungen, wie etwa häufiges Umleiten, Bandbreiteschwankungen und Ressourcenmangel auf den drahtlosen Verbindungen dar. Die drahtlose IEEE 802.11 Medienzugriffssteuerung (MAC) behandelt Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und behandelt keine Weitergabe- und Weiterleitungsfunktionalität des Maschennetzes.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen MP für die Unterstützung der Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zur Verfügung, indem an einen Quell-MP in einem bestimmten Weg die zulässige Datenrate gemeldet wird, die jeder MP in dem Weg unterstützen kann. Der Quell-MP sendet über den Weg ein für einen Ziel-MP bestimmtes Datenpaket, das eine Flußkennungsfeld (ID) und ein Feld mit der verfügbaren Datenrate aufweist. Ansprechend auf das Datenpaket wird ein Quittungspaket (ACK-Paket), das die gleichen Felder enthält, gesendet. Der Quell-MP paßt die Datenrate gemäß dem Feld mit der verfügbaren Datenrate in dem ACK-Paket an.
  • Alternativ kann anstelle des Felds mit der verfügbaren Datenrate ein Überlastungsanzeigefeld verwendet werden, um anzuzeigen, daß auf dem Weg eine Überlastung vorhanden ist.
  • Außerdem kann in den Daten- und ACK-Paketen ein Dienstqualitätsfeld (QoS-Feld) enthalten sein, das die QoS-Parameter für den Datenfluß anzeigt.
  • Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, bereitgestellt werden, wobei:
  • 1 ein Maschennetz zeigt, in dem die vorliegende Erfindung implementiert ist;
  • 2 ein Datenpaket nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 3 ein Datenpaket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der die ratenbasierte Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausdrücklich unterstützt;
  • 4 ein ACK-Paket nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 5 ein ACK-Paket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der die ratenbasierte Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausdrücklich unterstützt;
  • 6 ein beispielhaftes Signalisierungsdiagramm eines Verfahrens für die Unterstützung einer Datenpaket-Flußsteuerung unter Verwendung eines Ende-zu-Ende-ACK-Mechanismus ist;
  • 7 ein Datenpaket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der die ratenbasierte Flußsteuerung auf der Grundlage von QoS gemäß der vorliegenden Erfindung ausdrücklich unterstützt;
  • 8, 9A, 9B und 9C beispielhafte Signalisierungsdiagramme eines Verfahrens für die Unterstützung einer Datenpaket-Flußsteuerung unter Verwendung eines „Sprung-für-Sprung"-ACK-Mechanismus sind;
  • 10 ein Sendeaufforderungspaket (RTS-Paket) gemäß dem bisherigen Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 11 ein Maschen-RTS-Paket nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 12 ein RTS-Paket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt;
  • 13 ein Sendebereitschaftspaket (CTS-Paket) nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 14 ein Maschen-CTS-Paket nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der keine Flußsteuerung unterstützt;
  • 15 ein CTS-Paket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt;
  • 16 ein Datenpaket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der eine Überlastungsanzeige verwendet, um die Flußsteuerung zu unterstützen;
  • 17 ein ACK-Paket mit einem MAC-Anfangsblock zeigt, der eine Überlastungsanzeige verwendet, um die Flußsteuerung zu unterstützen; und
  • 18 ein beispielhaftes Blockschaltbild eines MP ist, der in dem Maschennetz von 1 verwendet wird, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt.
  • Der Begriff "MP" umfaßt hier im weiteren einen Node B, eine Basisstation, eine Standortsteuerung, einen Zugangspunkt (AP), eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), einen Transceiver, ein Benutzergerät (UE), eine Mobilstation (SAT), eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Schnittstellenvorrichtung in einer drahtlosen Umgebung, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können in eine integrierte Schaltung (IC) eingebaut werden oder können in einer Schaltung konfiguriert werden, die eine Vielzahl von miteinander verbundenen Bestandteilen aufweist.
  • 1 zeigt ein Maschennetz 100, in dem die vorliegende Erfindung implementiert ist. Das Maschennetz 100 weist mehrere MPs 102a–102g auf. Jeder MP 102 ist mit einem oder mehreren benachbarten MPs 102 verbunden und empfängt und sendet seinen eigenen Verkehr, während er als eine Leitweglenkungseinrichtung für andere MPs 102 arbeitet. Ein von einem Quell-MP 102 gesendetes Datenpaket wird über einen oder mehrere Sprünge an einen Ziel-MP 102 leitweggelenkt. Zum Beispiel kann ein von dem MP 102a gesendetes Datenpaket über den MP 102e an den MP 102g leitweggelenkt werden. Jeder MP 102 bestimmt die verfügbare Bandbreite in der drahtlosen Umgebung und signalisiert diese Information in einer zeitgerechten Weise an den Quell-MP 102. In dem vorangehenden Beispiel können die MPs 102e und 102g eine Nachricht an den MP 102a senden, die den MP 102a über eine über den Weg verfügbare Datenrate für den Datenfluß benachrichtigt.
  • Wenn ein Quell-MP 102 (über null oder mehr Zwischen-MPs 102) ein Datenpaket an einen Ziel-MP 102 sendet, sendet der Ziel-MP 102 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein ACK-Paket zurück, das den Quell-MP 102 über die passende Datenrate benachrichtigt. Jeder MP 102 in dem Weg des Datenpakets zu dem Ziel-MP 102 bestimmt die verfügbare Datenrate und aktualisiert das Feld mit der verfügbaren Datenrate, das in dem MAC-Anfangsblock des Datenpakets enthalten ist, bevor er das Datenpaket an den nächsten MP 102 weiterleitet. Der Ziel-MP 102 erkennt die verfügbare Datenrate, die von allen MP 102 in dem Weg aktualisiert wird, und sendet ein ACK-Paket mit der verfügbaren Datenrateninformation an den Quell-MP 102 zurück.
  • 2 zeigt ein Datenpaket 200 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 205, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 3 zeigt ein Datenpaket 300 mit einem MAC-Anfangsblock 305, der ausdrücklich die ratenbasierte Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Ein Flußkennungsfeld 310 und ein Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate wurden zu dem MAC-Anfangsblock 305 des Datenpakets 300 hinzugefügt. Das Flußkennungsfeld 310 in dem Datenpaket 300 kennzeichnet den aktuell betrachteten Datenpaketfluß. Das Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate in dem Datenpaket 300 zeigt eine von dem Quell-MP 102 geforderte Datenrate (d.h. Bandbreite) oder eine verfügbare Datenrate an, die jeder MP 102 auf einem bestimmten Weg bereitstellen kann.
  • 4 zeigt ein ACK-Paket 400 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 405, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 5 zeigt ein ACK-Paket 500 mit einem MAC-Anfangsblock 505, der ausdrücklich die ratenbasierte Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Ein Flußkennungsfeld 510 und ein Feld 515 mit der verfügbaren Datenrate wurden zu dem MAC-Anfangsblock 505 des ACK-Pakets 500 hinzugefügt. Das Flußkennungsfeld 510 in dem ACK-Paket 500 kennzeichnet einen aktuell betrachteten Datenpaketfluß.
  • Das Feld 515 mit der verfügbaren Datenrate in dem Datenpaket 500 zeigt eine verfügbare Datenrate an, die der Quell-MP 102 zum Senden des Datenpaketflusses, der durch das Flußkennungsfeld 510 gekennzeichnet ist, verwenden kann.
  • 6 ist ein beispielhaftes Signalisierungsdiagramm eines Verfahrens 600 für die Unterstützung einer Datenpaket-Flußsteuerung unter Verwendung eines Ende-zu-Ende-ACK-Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. In 6 sind als ein Beispiel zwei Zwischen-MPs 604, 606 abgebildet, aber es kann in dem Weg zu dem Ziel-MP 608 mehr oder weniger als zwei Zwischen-MPs geben. Ein Quell-MP 602 sendet ein Datenpaket 300 an den Zwischen-MP 604 (Schritt 610). Der Zwischen-MP 604 leitet das Datenpaket 300 an den nächsten Zwischen-MP 606 weiter (Schritt 612), der das Datenpaket 300 seinerseits an den Ziel-MP 608 weiterleitet (Schritt 614).
  • Wenn der Zwischen-MP 604 das Datenpaket 300 empfängt, liest der MP 604 einen Wert in dem Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate des Datenpakets 300 (der ursprünglich auf einen Wert für die von dem Quell-MP 602 geforderte Datenrate eingestellt ist), und prüft, ob die Datenrate in dem Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate von dem MP 604 unterstützt werden kann. Wenn die Datenrate unterstützt werden kann, leitet der Zwischen-MP 604 das Datenpaket 300 an den nächsten Zwischen-MP 606 weiter, ohne das Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate zu ändern. Wenn der Zwischen-MP 604 die Datenrate in dem Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate nicht unterstützen kann, aktualisiert der Zwischen-MP 604 das Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate mit einer an dem Zwischen-MP 604 verfügbaren Datenrate.
  • Das gleiche Verfahren wird an jedem Zwischen-MP 604, 606 auf dem Weg zu dem Ziel-MP 608 wiederholt. Jeder MP aktualisiert das Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate mit einer verfügbaren Datenrate, die jeder MP unterstützen kann. Die Zwischen-MPs 604, 606 entscheiden über die verfügbare Datenrate entweder auf der Basis von Kanalbelegungsmessungen oder Pufferbelegungsmessungen.
  • Der Ziel-MP 608 liest den verfügbaren Datenratenparameter (d.h. die in das Feld 315 mit der verfügbaren Datenrate geschriebene minimale verfügbare Datenrate von allen Zwischen-MPs 604, 606 auf dem Weg) und sendet eine Ende-zu-Ende-ACK-Paket 500 mit der verfügbaren Datenrateninformation in dem Feld 515 mit der verfügbaren Datenrate an den Quell-MP 602 (Schritte 616, 618, 620). Das ACK-Paket 500 kann, wie in 6 gezeigt, über den gleichen Weg zurück zu dem Quell-MP 602 gesendet werden, oder es kann einen anderen Weg nehmen. Wenn der Quell-MP 602 das ACK-Paket 500 empfängt, liest der Quell-MP 602 den Wert in dem Feld 515 mit der verfügbaren Datenrate in dem ACK-Paket 500 und paßt seine Datenrate entsprechend an.
  • Wahlweise können die MPs 602–608 für jede Zugangsklasse QoS-Anforderungen für die Bestimmung einer verfügbaren Datenrate für den Verkehrsfluß berücksichtigen. 7 zeigt ein Datenpaket 700 mit einem MAC-Anfangsblock 705, der ausdrücklich die ratenbasierte Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Der MAC-Anfangsblock 705 umfaßt ein Flußkennungsfeld 710, ein Feld 715 mit der verfügbaren Datenrate und ein QoS-Feld 720. Das QoS-Feld 720 kennzeichnet die Zugangsklasse des Datenflusses oder andere QoS-Parameter. QoS-Parameter können Verzögerungsanforderungen, Bandbreiteanforderungen oder ähnliches umfassen. Typischerweise ändern sich diese Parameter nicht, abgesehen von einigen Fällen, wie etwa bei der Restlebensdauer der Pakete, um zu bestimmen, wieviel Verzögerung das Paket vertragen kann, bis es das Ziel erreicht. Die MPs können die Datenrate für Datenströme mit einer Zugangsklasse mit niedrigerer Priorität verringern, um Datenströme mit höherer Zugangsklasse aufzunehmen. Ein Datenfluß mit einem Zugang mit einer bestimmten Priorität kann einen Bereich von Datenraten identifizieren, die er benötigt. Der MP kann versuchen, jeden Datenfluß innerhalb dieses Bereichs aufzunehmen. Wenn er mehr Ressourcen hat, kann der MP für die Datenflüsse mehr Bandbreite bereitstellen.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform wird in jedem MP die verfügbare Datenrate bestimmt, und unter Verwendung eines „Sprung-für-Sprung"-ACK-Mechanismus wird diese Information an den Quell-MP signalisiert. 8 ist ein beispielhaftes Signalisierungsdiagramm eines Verfahrens 800 für die Unterstützung einer Datenpaket-Flußsteuerung unter Verwendung eines „Sprung-für-Sprung"-ACK-Mechanismus. In 8 sind zwei Zwischen-MPs 804, 806 als ein Beispiel abgebildet, aber es kann in dem Weg zu dem Ziel-MP 808 mehr oder weniger als zwei Zwischen-MPs 804, 806 geben. Gemäß dieser Ausführungsform aktualisiert ein MP seine Datenbank jedes Mal, wenn der MP ein Datenpaket oder ein ACK-Paket empfängt, mit der neuen verfügbaren Datenrate und antwortet in dem nächsten Umlauf mit dieser aktualisierten verfügbaren Datenrate. Wenn der Flaschenhals N MPs weiter von dem Quell-MP 802 entfernt ist, benötigt der MP 802 N Umlaufverzögerungen, bis der Quell-MP 802 sich selbst mit der richtigen verfügbaren Datenrate aktualisiert.
  • Bezug nehmend auf 8 sendet der MP 802 ein Datenpaket an einen Zwischen-MP 804 (Schritt 810). Der Zwischen-MP 804 sendet ein ACK-Paket an den Quell-MP 802 (Schritt 812), bevor er das Datenpaket an den nächsten Zwischen-MP 806 weiterleitet (Schritt 814). Wenn der Zwischen-MP 804 das Datenpaket empfängt, liest der Zwischen-MP 804 einen Wert in dem Feld mit der verfügbaren Datenrate (das ursprünglich auf einen Wert für eine von dem Quell-MP 802 geforderte Datenrate gesetzt ist) und prüft, ob die Rate in dem Feld mit der verfügbaren Datenrate von dem Zwischen-MP 804 unterstützt werden kann. Wenn die Rate unterstützt werden kann, sendet der Zwischen-MP 804 ein ACK-Paket an den Quell-MP 802 und leitet das Datenpaket mit dem gleichen Wert an einen nächsten Zwischen-MP 806 weiter. Wenn der Zwischen-MP 804 die geforderte Datenrate nicht unterstützen kann, sendet der Zwischen-MP 804 das ACK-Paket an den MP 802 und leitet das Datenpaket mit einem bei dem Zwischen-MP 804 aktualisierten Wert in dem Feld mit der verfügbaren Datenrate auch an den MP 806 weiter.
  • Das gleiche Verfahren wird an dem nächsten Zwischen-MP 806 auf dem Weg zu dem Ziel-MP 808 wiederholt. Der Zwischen-MP 806 empfängt das Datenpaket und sendet ein ACK-Paket an den MP 804 (Schritt 816) und leitet das Datenpaket an einen Ziel-MP 808 weiter (Schritt 818). Jeder MP aktualisiert das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit einer verfügbaren Datenrate, die jeder MP unterstützen kann.
  • Der Ziel-MP 808 liest den verfügbaren Datenratenparameter (d.h. eine von dem Zwischen-MP 806 geschriebene verfügbare Bandbreite) und sendet dann ein ACK-Paket an den Zwischen-MP 806 (Schritt 820). Wenn jeder MP 802, 804, 806 die ACK-Pakete empfängt, legen die MPs 802, 804, 806 die verfügbaren Datenraten auf der Basis der Werte in dem Feld mit der verfügbaren Datenrate des ACK-Pakets fest.
  • Gemäß dieser Ausführungsform ist keine Ende-zu-Ende-ACK-Nachricht notwendig, und an den aktuellen IEEE 802.11-Standards sind nur minimale Änderungen notwendig. Diese Ausführungsform stellt aufgrund der erforderlichen Konvergenzzeit eine langsamere Anpassung an Änderungen der Netzwerkbedingungen bereit. Die Konvergenzzeit hängt davon ab, wie weit der Flaschenhals-MP von dem Quell-MP entfernt ist.
  • 9A–9C sind beispielhafte Signalisierungsdiagramme eines Sprung-für-Sprung-ACK-Mechanismus, der mehrere MPs 902, 904, 906, 908, 910 und 912 gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt. In diesem Beispiel ist die von dem Quell-MP 902 geforderte Datenrate 4 MBit/s, aber nicht alle der MPs 904–912 können die geforderte Datenrate unterstützen. Der Flaschenhals in diesem Beispiel ist der vierte MP 908, der nur 1 MBit/s unterstützen kann. Wie dargestellt, erkennt der Quell-MP 902 die verfügbare Datenrate für diesen Fluß nach drei Umläufen.
  • In dem ersten Umlauf, der in 9A gezeigt ist, sendet der Quell-MP 902 ein Datenpaket mit einer geforderten Datenrate von 4 MBit/s. Die verfügbare Bandbreite an dem MP 904 ist jedoch nur 3 MBit/s. Daher sendet der nächste MP 904 ein ACK-Paket mit 3 MBit/s als die verfügbare Datenrate zurück. Nachdem er das ACK-Paket empfangen hat, aktualisiert der Quell-MP 902 die verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf 3 MBit/s. Gleichzeitig leitet der MP 904 das Datenpaket mit einem aktualisierten Feld mit der Datenrate von 3 MBit/s an den MP 906 weiter.
  • Die verfügbare Datenrate an dem MP 906 ist aktuell 2 MBit/s. Daher sendet der MP 906 ein ACK-Paket mit einer verfügbaren Datenrate von 2 MBit/s an den MP 904. Der MP 904 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß mit 2 MBit/s. Nachdem er das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit 2 MBit/s aktualisiert hat, sendet der MP 906 das Datenpaket an den MP 908.
  • Die verfügbare Datenrate an dem MP 908 ist aktuell 1 MBit/s. Daher sendet der MP 908 ein ACK-Paket mit einer verfügbaren Datenrate von 1 MBit/s an den MP 906. Der MP 906 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß mit 1 MBit/s. Nachdem er das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit 1 MBit/s aktualisiert hat, sendet der MP 908 das Datenpaket an den MP 910.
  • Die verfügbare Datenrate an dem MP 910 ist aktuell 3 MBit/s. Daher sendet der MP 910 ein ACK-Paket mit der gleichen Rate von 1 MBit/s an den MP 908. Für diesen Fluß findet an dem MP 908 keine Aktualisierung der verfügbaren Datenrate statt. Der MP 910 sendet das Datenpaket mit der vorher aktualisierten verfügbaren Datenrate von 1 MBit/s an einen Ziel-MP 912 und aktualisiert seine verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf 1 MBit/s.
  • Die verfügbare Datenrate an dem MP 912 ist aktuell 2 MBit/s. Daher sendet der MP 912 ein ACK-Paket mit der gleichen verfügbaren Datenrate von 1 MBit/s an den MP 910. Der Ziel-MP 912 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf 1 MBit/s. In dem ersten Umlauf haben die MPs 902, 904, 906, 910 und 912 ihre verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf verschiedene Werte aktualisiert.
  • In dem zweiten Umlauf, der in 9B gezeigt ist, wird das gleiche Verfahren wiederholt. In dem zweiten Umlauf sendet der MP 902 ein Datenpaket mit, einem Feld mit der verfügbaren Datenrate von 3 MBit/s, das in dem ersten Umlauf aktualisiert wurde, an den MP 904. Die verfügbare Datenrate an dem MP 904 ist aktuell 2 MBit/s. Daher sendet der MP 904 ein ACK-Paket mit einer verfügbaren Datenrate von 2 MBit/s an den MP 902. Der MP 902 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf 2 MBit/s. Nachdem er das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit 2 MBit/s aktualisiert hat, sendet der MP 904 das Datenpaket an den MP 906.
  • Die verfügbare Datenrate an dem MP 906 ist aktuell 1 MBit/s. Daher sendet der MP 906 ein ACK-Paket mit einer verfügbaren Datenrate von 1 MBit/s an den MP 904. Der MP 904 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß mit 1 MBit/s. Nachdem er das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit 1 MBit/s aktualisiert hat, sendet der MP 906 das Datenpaket an den MP 908. Das Datenpaket wird dann über die MPs 908, 910 an den Ziel-MP 912 weitergeleitet, während das Feld mit der verfügbaren Datenrate nicht aktualisiert wird.
  • In dem dritten Umlauf, der in 9C gezeigt ist, sendet der MP 902 ein Datenpaket mit einem Feld mit der verfügbaren Datenrate von 2 MBit/s, das in dem zweiten Umlauf aktualisiert wurde, an den MP 904. Die verfügbare Datenrate an dem MP 904 ist aktuell 1 MBit/s. Daher sendet der MP 904 ein ACK-Paket mit einer verfügbaren Datenrate von 1 MBit/s an den MP 902. Der MP 902 aktualisiert die verfügbare Datenrate für diesen Fluß auf 1 MBit/s. Nachdem er das Feld mit der verfügbaren Datenrate mit 1 MBit/s aktualisiert hat, sendet der MP 904 das Datenpaket an den MP 906. Das Datenpaket wird dann über die MPs 906, 908, 910 an den Ziel-MP 912 weitergeleitet, ohne das Feld mit der verfügbaren Datenrate zu aktualisieren. Nach dem dritten Umlauf wird die verfügbare Datenrate an dem MP 902 auf 1 MBit/s aktualisiert, was eine korrekte verfügbare Datenrate auf dem Weg ist.
  • Gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die verfügbare Bandbreite in jedem MP aktualisiert, indem ein RTS-Paket und ein CTS-Paket verwendet werden. In dieser Ausführungsform sendet ein Quell-MP ein RTS-Paket (oder eine Flußerweiterungsanforderungsnachricht) mit einer Flußkennung und einer geforderten Datenrate an ei nen Ziel-MP. Das RTS-Paket kann wahlweise ein QoS-Feld haben, um die erforderliche QoS anzuzeigen. Wenn der Ziel-MP das RTS (oder einen Flußerweiterungsanforderungsrahmen) empfängt, prüft der Ziel-MP die für diesen Fluß verfügbare Datenrate und sendet eine CTS (oder einen Flußerweiterungsantwortrahmen) mit einer verfügbaren Datenrate zurück, wenn der Ziel-MP seine minimalen QoS-Anforderungen erfüllen kann.
  • Das RTS-Paket kann jedes Mal gesendet werden, wenn ein neuer Datenfluß begonnen wird; jedes Mal, wenn der Datenweg geändert wird; regelmäßig, um den Quell-MP mit der verfügbaren Bandbreite zu aktualisieren; oder wenn der Quell-MP die geforderte Datenrate ändern möchte.
  • 10 zeigt ein RTS-Paket 1000 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 1005, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 11 zeigt ein Maschen-RTS-Paket 1100 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 1105, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 12 zeigt ein RTS-Paket 1200 mit einem MAC-Anfangsblock 1205, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Das RTS-Paket 1205 umfaßt ein Flußkennungsfeld 1210, ein Feld 1215 mit der verfügbaren Datenrate und ein (optionales) QoS-Feld 1220 in dem MAC-Anfangsblock 1205.
  • 13 zeigt ein CTS-Paket 1300 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 1305, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 14 zeigt ein Maschen-CTS-Paket 1400 nach bisherigem Stand der Technik mit einem MAC-Anfangsblock 1405, der keine Flußsteuerung unterstützt.
  • 15 zeigt ein CTS-Paket 1500 mit einem MAC-Anfangsblock 1505, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Der MAC-Anfangsblock umfaßt ein Flußkennungsfeld 1510 und ein Feld 1515 mit der verfügbaren Datenrate.
  • Alternativ können für den gleichen Zweck ein Flußerweiterungsanforderungsrahmen und ein Flußerweiterungsant wortrahmen definiert werden. Der Flußerweiterungsantwortrahmen kann das gleiche Format haben oder kann ein zusätzliches Feld haben, das anzeigt, ob der Datenfluß aufgenommen werden kann.
  • Anstatt eine ausdrücklich ratenbasierte Flußsteuerung zu verwenden, kann für die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Überlastungsanzeige verwendet werden.
  • 16 zeigt ein Datenpaket 1600 mit einem MAC-Anfangsblock 1605, der eine Überlastungsanzeige verwendet, um die Flußsteuerung zu unterstützen. Der MAC-Anfangsblock 1605 umfaßt anstelle des Felds mit der verfügbaren Datenrate ein Flußkennungsfeld 1610, ein QoS-Feld 1615 und ein Überlastungsanzeigefeld 1620. Das Überlastungsanzeigefeld 1620 zeigt dem Quell-MP an, daß er seine aktuelle Verkehrsrate verringern, erhöhen oder beibehalten soll. Die Überlastungsanzeige selbst bezieht sich nicht auf die QoS. Die Art, auf die jeder MP die Überlastungsanzeige verschiedener Datenflüsse behandelt, kann auf der Zugangsklasse basieren. Die Überlastung kann erkannt werden, wenn der MP bemerkt, daß er mehr Pakete empfängt als er fähig ist zu senden oder fortlaufend Pakete verliert, während die Funkbedingungen gut sind. Das Überlastungsanzeigefeld 1620 kann ein Ein-Bit-Feld sein, so daß das Überlastungsanzeigefeld immer auf „1" eingestellt wird, wenn ein beliebiger MP auf dem Weg anfängt, eine Überlastung zu erfahren. Wenn das Überlastungsfeld auf „1" eingestellt ist, wird es kein anderer Zwischenknoten auf null zurücksetzen.
  • 17 zeigt ein ACK-Paket 1700 mit einem MAC-Anfangsblock 1705, der eine Überlastungsanzeige verwendet, um die Flußsteuerung zu unterstützen. Der MAC-Anfangsblock 1705 umfaßt ein Flußkennungsfeld 1710 und ein Überlastungsanzeigefeld 1715.
  • 18 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild eines MP 102, der in dem Maschennetz 100 von 1 verwendet wird, der die Flußsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung unterstützt. Der MP 102 umfaßt eine MAC-Einheit 1805, eine Einheit 1810 der physikalischen Schicht (PHY-Einheit), eine Flußsteuerung 1815 und eine Antenne 1820. Die MAC-Einheit 1805 erzeugt Datenpakete und ACK-Pakete. Die PHY-Einheit 1810 sendet von der MAC-Einheit 1805 erzeugte Datenpakete und ACK-Pakete über eine Antenne 1820 und verarbeitet über die Antenne 1820 von anderen MPs empfangene Datenpakete und ACK-Pakete. Die Flußsteuerung 1815 ist derart aufgebaut, daß sie das Feld mit der verfügbaren Datenrate des MAC-Anfangsblocks der Daten- und ACK-Pakete basierend auf der verfügbaren Datenrate an dem MP und ferner wahlweise basierend auf QoS-Parametern für den Datenfluß aktualisiert. Wenn der MP 102 ein Quell-MP ist, sendet er ein Datenpaket an einen Ziel-MP und paßt die Datenrate für den aktuellen Datenfluß entsprechend einem ansprechend auf das Datenpaket empfangenen ACK-Paket an.
  • Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben sind, 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.

Claims (7)

  1. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne; (b) eine mit der Antenne verbundene Einheit der physikalischen Schicht (PHY-Einheit) zum Senden von Daten- und Quittungspaketen (ACK-Pakete) über die Antenne; und (c) eine mit der PHY-Einheit verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Erzeugen der gesendeten Daten- und ACK-Pakete, wobei jedes der Daten- und ACK-Pakete ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Feld mit der verfügbaren Datenrate umfaßt, wobei das Feld mit der verfügbaren Datenrate für den Datenfluß, der durch das Flußkennungsfeld gekennzeichnet ist, eine verfügbare Datenrate anzeigt.
  2. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne; (b) eine mit der Antenne verbundene Einheit der physikalischen Schicht (PHY-Einheit) zum Senden von Daten- und Quittungspaketen (ACK-Pakete) über die Antenne; und (c) eine mit der PHY-Einheit verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Erzeugen der gesendeten Daten- und ACK-Pakete, wobei jedes der Daten- und ACK-Pakete ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Überlastungsanzeigefeld umfaßt, wobei das Überlastungsanzeigefeld anzeigt, daß an dem MP eine Überlastung vorhanden ist.
  3. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne; (b) eine mit der Antenne verbundene Einheit der physikalischen Schicht (PHY-Einheit) zum Senden von Daten- und Quittungspaketen (ACK-Pakete) über die Antenne; und (c) eine mit der PHY-Einheit verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Erzeugen der gesendeten Daten- und ACK-Pakete, wobei jedes der Daten- und ACK-Pakete ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Dienstqualitätsfeld (QoS-Feld) umfaßt, wobei das QoS-Feld QoS-Parameter für den Datenfluß anzeigt.
  4. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne zum Empfangen eines Datenpakets, das ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Feld mit der verfügbaren Datenrate umfaßt; (b) eine mit der Antenne verbundene Datenflußsteuerung zum Aktualisieren des Felds mit der verfügbaren Datenrate basierend auf der verfügbaren Datenrate an dem MP, wobei das Feld mit der verfügbaren Datenrate für den Datenfluß, der durch das Flußkennungsfeld gekennzeichnet ist, eine verfügbare Datenrate anzeigt; und (c) eine mit der Datenflußsteuerung verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Senden eines Datenpakets mit dem aktualisierten Feld mit der verfügbaren Datenrate über die Antenne.
  5. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne zum Empfangen eines Datenpakets, das ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Überlastungsan zeigefeld umfaßt, wobei das Überlastungsanzeigefeld anzeigt, daß an dem MP eine Überlastung vorhanden ist; (b) eine mit der Antenne verbundene Datenflußsteuerung zum Aktualisieren des Überlastungsanzeigefelds, um anzuzeigen, daß an dem MP eine Überlastung vorhanden ist; und (c) eine mit der Datenflußsteuerung verbundene Medienzugriffsteuerungseinheit (MAC-Einheit) zum Senden eines Datenpakets mit dem aktualisierten Überlastungsanzeigefeld über die Antenne.
  6. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne zum Empfangen eines Datenpakets, das ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Überlastungsanzeigefeld umfaßt; (b) eine mit der Antenne verbundene Datenflußsteuerung zum Erhöhen oder Verringern der Datenübertragungsrate des MP entsprechend dem Überlastungsanzeigefeld.
  7. Maschenpunkt (MP), der verwendet wird, um die Datenflußsteuerung in einem drahtlosen Maschennetz zu unterstützen, wobei der MP aufweist: (a) eine Antenne zum Empfangen eines Datenpakets, das ein Flußkennungsfeld (ID-Feld) und ein Dienstqualitätsfeld (QoS-Feld) umfaßt, wobei das QoS-Feld eine Zugangsklasse des Datenflusses oder andere QoS-Parameter kennzeichnet; (b) eine mit der Antenne verbundene Datenflußsteuerung zum Verringern der Datenrate für Datenflüsse mit einer Zugangsklasse mit niedrigerer Priorität, um Flüsse mit höherer Zugangsklasse aufzunehmen.
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