DE202006001027U1

DE202006001027U1 - Nicht-hierarchisches drahtloses Kommunikationssystem

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Publication number: DE202006001027U1
Application number: DE202006001027U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: AU2010200615B2; CA2595648A1; AU2006208271B2; AR052092A1; MX2007008893A; KR101396060B1; US20140044115A1; TWI390998B; KR20060093027A; WO2006081123A2; US8559375B2; JP5709942B2; US8159999B2; WO2006081123A3; IL184346A; JP5006212B2; JP2014200117A; JP5681046B2; BRPI0606246A2; US20120195263A1

Abstract

Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist:
(a) mindestens einen Zugangspunkt (AP);
(b) eine erste Station (STA), die mit dem AP in Verbindung steht; und
(c) eine zweite STA, die mit dem AP in Verbindung steht, wobei die zweite STA eine direkte Verbindungsaufbauanforderung (DLS-Anforderung) an den AP sendet, um eine direkte Kommunikationsverbindung zu der ersten STA aufzubauen, wobei der AP die DLS-Anforderung an die erste STA weiterleitet und der AP eine DLS-Antwort, die anzeigt, ob die DLS-Anforderung annehmbar ist, an die zweite STA sendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Kommunikationssystem, das mehrere drahtlose Stationen (STAs) und einen Zugangspunkt (AP) (d.h. eine Zentralsteuerung) umfaßt, und ein drahtloses Kommunikationssystem, das mehrere STAs ohne eine Zentralsteuerung (d.h. ein Ad-hoc-Netzwerk) umfaßt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und ein System zum Aufbau von Datenübertragungen zwischen den STAs unter Verwendung eines direkten Verbindungsaufbaus (DLS).
Typischerweise ist es STAs in einem Grunddienstesatz (BSS) nicht gestattet, Datenpakete direkt an andere STAs zu senden, und statt dessen müssen sie sich für die Zustellung der Datenpakete immer auf den AP stützen. STAs mit einer Dienstqualitätseinrichtung (QoS-Einrichtung) (d.h. QSTAs) können Datenpakete jedoch direkt an eine andere QSTA senden, indem unter Verwendung eines DLS eine Datenübertragung aufgebaut wird. Der IEEE-Standard 802.11e ist mit der Unterstützung von QoS-Merkmalen, wie etwa Dienstunterscheidung, Blockquittierung (ACK) und DLS, verbunden. Die STAs, die diese IEEE 802.11e-Merkmale unterstützen, werden QSTAs genannt. Ebenso wird ein AP, der diese IEEE 802.11e-Merkmale unterstützt, QAP genannt. Der Bedarf an dem DLS ist durch die Tatsache motiviert, daß die geplante Empfänger-STA in einem Stromsparmodus sein kann, wobei die Empfänger-QSTA nur von einem AP mit einer QoS-Einrichtung (d.h. QAP) aktiviert (d.h. aufgeweckt) werden kann. Der DLS tauscht einen Geschwindigkeitssatz und andere Informationen zwischen einem Sender in einer QSTA und einem Empfänger in einer anderen QSTA aus. DLS-Nachrichten können verwendet werden, um Sicherheitsinformationselemente (IEs) beizufügen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein nicht-hierarchisches bzw. peer-to-peer (Partner-Partner) Kommunikations- system, das einen DLS verwendet. Eine Mobilstation (STA) baut eine direkte Kommunikationsverbindung mit einer anderen STA auf, indem sie eine Nachricht sendet, die einen DLS zu einem Zugangspunkt (AP) (d.h. einer Zentralsteuerung) anfordert. Der AP kann die DLS-Anforderung basierend auf Kanalmessungen annehmen oder ablehnen. Wenn die DLS-Anforderung angenommen wird, wird der DLS derart aufgebaut, daß die STAs direkt miteinander kommunizieren können. Eine aufgebaute DLS-Verbindung kann, indem der AP eine Nachricht, die eine DLS-Abbauanforderung enthält, an eine der STAs sendet, oder basierend auf Kanalmessungen abgebaut werden. Das System kann ein Ad-hoc-Netzwerk sein, das mehrere STAs ohne einen AP aufweist, wobei jede STA eine Datenbank mit STAs, die einen Sprung oder zwei Sprünge entfernt sind, unterhält und eine direkte Verbindung zu anderen STAs aufbaut, nachdem sie benachbarte STAs über die Absicht informiert hat, eine direkte Kommunikationsverbindung aufzubauen.
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, wobei:
1 ein beispielhaftes Blockschaltbild eines drahtlosen Kommunikationssystems ist, das mehrere QSTAs und einen QAP gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt;
2 ein Blockschaltbild eines Ad-hoc-Netzwerks ist, das mehrere STAs zur Unterstützung der Partner-Partner-Kommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist; und
3 ein Blockschaltbild eines Netzwerks ist, das mehrere STAs und einen AP zur Unterstützung der Partner-Partner-Kommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
Der Begriff "STA" oder "QSTA" umfaßt hier im weiteren eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), ein Benutzergerät, eine Mobilstation, eine feste oder mobile Teil nehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist aber nicht darauf beschränkt. Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "AP" oder "QAP" eine Basisstation, einen Node B, eine Standortsteuerung, eine Zentralsteuerung oder jede andere Art von Schnittstellenvorrichtung in einer drahtlosen Umgebung, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können in eine integrierte Schaltung (IC) eingebaut werden oder in einer Schaltung aufgebaut werden, die mehrere untereinander verbundene Bestandteile aufweist.
Die vorliegende Erfindung erleichtert den Aufbau von Datenübertragungen zwischen QSTAs eines nicht-hierarchischen drahtlosen Kommunikationssystems, wie etwa eines drahtlosen lokalen Netzwerks (WLAN) oder eines drahtlosen Weitverkehrsnetzes (WWAN) unter Verwendung eines DLS. Die vorliegende Erfindung führt ferner ein Signalisierungsverfahren zum Aufbau des DLS, Abbau des DLS und Durchführen einer Datenübertragung mit einem durch eine hybride Koordinierungsfunktion gesteuerten Kanalzugriff (HCCA) oder einem verbesserten verteilten Kanalzugriff (EDCA) durch.
Weitere Einzelheiten bezüglich DLS, HCCA und EDCA sind in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 11/199 446 mit dem Titel "Method and System for Controlling Access to a Wireless Communication Medium" (Sudheer A. Grandhi et al.) offenbart, welches per Referenz eingebunden ist, als ob es vollständig dargelegt wäre.
1 ist ein beispielhaftes Blockschaltbild eines drahtlosen Kommunikationssystems 100, das mehrere QSTAs 12a, 12b und einen QAP 10 umfaßt. Ähnlich herkömmlichen drahtlosen Kommunikationssystemen beabsichtigt die QSTA 12a, Datenpakete direkt mit der QSTR 12b auszutauschen. Die QSTA 12a ruft einen DLS auf, indem sie einen DLS-Anforderungsrahmen in eine Nachricht 102 aufnimmt, die von der QSTA 12a an den QAP 10 gesendet wird. Die Nachricht 102 kann einen Geschwindigkeitssatz, Fähigkeitsinformationen der QSTA 12a, die Medienzugriffssteuerungsadressen (MAC-Adressen) der QSTAs 12a und 12b oder andere notwendige Informationen enthalten. Wenn die QSTA 12b mit dem QAP 10 in einem Grunddienstesatz (BSS) verbunden ist, welcher eine Strategie hat, die erlaubt, daß direkte Datenübertragungen zwischen QSTAs stattfinden, leitet der QAP 10 den DLS-Anforderungsrahmen in einer Nachricht 104 an die QSTA 12b weiter. Wenn die QSTA 12b den DLS-Anforderungsrahmen annimmt, nimmt die QSTA 12b einen DLS-Antwortrahmen in eine Nachricht 106 auf, die von der QSTA 12b an den QAP 10 gesendet wird, der einen Geschwindigkeitssatz enthält. Der QAP 10 nimmt den DLS-Antwortrahmen in eine an die QSTA 12a gesendete Nachricht 108 auf. Danach wird eine direkte Kommunikationsverbindung 110 zwischen der QSTA 12a und der QSTA 12b aufgebaut.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der QAP 10 die von der QSTA 12a empfangene DLS-Anforderung aufgrund einer unzureichenden Kanalqualität der zu den QSTAs 12a, 12b gehörenden Signale ablehnen, und folglich wird der QAP 10 die Nachricht 104 nicht an die QSTA 12b senden. Der in der Nachricht 102 enthaltene DLS-Anforderungsrahmen umfaßt ein IE für die optimale Geschwindigkeit auf der physikalischen Schicht (PHY) und/oder andere Kanalqualitätsinformationen zwischen den QSTAs 12a und 12b. Diese Informationen können aus vorhergehenden Übertragungen zwischen der QSTA 12a und der QSTA 12b oder durch Horchen auf die Übertragungen von der QSTA 12b (empfangen von dem QAP 10 oder anderen QSTAs) erhalten werden. Wenn die Informationen nicht verfügbar sind, sendet die QSTA 12a die Nachricht 102 mit dem auf 0 (d.h. null) gesetzten IE.
Wenn die QSTA 12a eine Suche nach der QSTA 12b durchführen muß, kann die QSTA 12a einen DLS-Ausfindigmachungs-Anforderungsrahmen in eine an den QAP 10 gesendete Nachricht 112 aufnehmen. Wenn der QAP 10 die QSTA 12b kennt, nimmt der QAP 10 einen DLS-Ausfindigmachungs-Antwortrahmen mit relevanten MAC-Informationen in eine an die QSTA 12a gesendete Nachricht 114 auf. Andernfalls nimmt der QAP 10 den DLS-Ausfindigmachungs-Antwortrahmen und eine Anzeige, daß die QSTA 12b nicht lokalisiert werden konnte, in die Nachricht 114 auf. Dieses Verfahren wird durchgeführt, bevor der DLS eingerichtet wird.
Bezug nehmend auf 1 können ferner, bevor oder nachdem der DLS eingerichtet wird, zusätzliche Nachrichten ausgetauscht werden. Der QAP 10 kann wahlweise ein DLS-Messungsanforderungspaket in eine an die QSTA 12a gesendete Nachricht 116 aufnehmen, um eine Kanalqualitätsmessung anzufordern. Die Nachricht 116 kann auch Informationen bezüglich der Fähigkeit der QSTA 12b umfassen, eine Kanalqualitätsmessung durchzuführen. Die Fähigkeitsinformationen umfassen eine Anzahl von Antennen und eine Anzeige der Art der unterstützten Antennentechnologie, wie etwa Mehrfacheingang-Mehrfachausgang (MIMO), Antennendiversity oder eine andere Smartantennentechnologie, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die QSTA 12a antwortet auf die Nachricht 116, indem sie ein Messungsantwortpaket in eine an den QAP 10 gesendete Nachricht 118 aufnimmt. Die Nachricht 118 kann auch die Kanalqualitätsmessungsergebnisse zwischen der QSTA 12a und der QSTA 12b umfassen. Kanalmessungen können die Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) von der QSTA 12a an die QSTA 12b, die Kanalqualitätsanzeige (CQI) zwischen der QSTA 12a und der QSTA 12b und den Störpegel bei der QSTA 12a umfassen. Die RSSI von der QSTA 12b wird an der QSTA 12a durch passives Horchen auf Pakete gemessen, die von der QSTA 12b an den QAP 10 oder andere QSTAs/STAs gesendet werden. CQI-Messungen können, sogar bevor der DLS durchgeführt ist, durch aktives Senden von Paketen von der QSTA 12a an die QSTA 12b erhalten werden. Die Nachrichten 116 und 118 können, bevor die Nachricht 108 von dem QAP 10 gesendet wird, oder während einer laufenden DLS-Sitzung ausgetauscht werden.
In herkömmlichen drahtlosen Kommunikationssystemen kann der DLS durch jede der beiden QSTAs 12a, 12b abgebaut werden. Das DLS-Abbauverfahren kann nicht von dem QAP 10 eingeleitet werden. Die QSTAs 12a, 12b können den DLS aufgrund von Inaktivität oder Beendigung einer Anwendung ab bauen. Jede QSTA 12a, 12b kann einen Zeitschalter umfassen, der jedes Mal zurückgesetzt wird, wenn von der anderen QSTA 12a, 12b ein Paket (ein Datenpaket oder ein Quittungspaket (ACK-Paket)) empfangen wird. Der Zeitschalter wird verwendet, um den DLS aufgrund eines Verbindungsfehlers oder der Beendigung einer Anwendung zu beenden. Wenn, bevor der Zeitschalter abläuft oder einen Anwendung beendet ist, keine Pakete empfangen werden, leitet die QSTA 12a, 12b ein DLS-Abbauverfahren ein, indem ein DLS-Abbaupaket in eine an den QAP 10 gesendete Nachricht 120a, 120b aufgenommen wird. Nachdem das DLS-Abbauverfahren beendet ist, werden alle von den QSTAs 12a, 12b gesendeten Pakete von dem QAP 10 verarbeitet.
Jede der QSTAs 12a, 12b kann das DLS-Abbaupaket an den QAP 10 senden. Wenn die DLS-Abbaunachricht 120 einmal von einer der QSTAs 12a, 12b gesendet wird, leitet der QAP 10 die DLS-Abbaunachricht an die andere der QSTAs 12a, 12b weiter. Das DLS-Abbauverfahren kann in jedem Zugriffsverfahren (z.B. einer festgesetzten Ressourcenzuweisung, einer verwalteten Ressourcenzuweisung, HCCA oder EDCF) implementiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der QAP 10 einen DLS-Abbau einleiten, indem er eine DLS-Antwortnachricht 108, die ein DLS-Abbauaktionsfeld enthält, entweder an die QSTA 12a oder 12b sendet. Der Aktionsrahmen umfaßt ein Zeitschalterinformationsfeld, wobei die QSTA 12a oder 12b antworten muß, indem sie eine DLS-Abbaunachricht an den QAP 10 sendet, bevor der Zeitschalter abläuft. Dieses Merkmal ist mit aktuellen WLAN-Standards abwärtskompatibel.
Der QAP 10 kann einen DLS zwischen zwei QSTAs 12a und 12b einleiten. Der QAP 10 sendet eine DLS-Einleitungsnachricht an jede der QSTAs 12a und 12b. Wenn der QAP 10 einmal ansprechend auf die DLS-Einleitungsnachricht eine DLS-Anforderungsnachricht von beiden QSTAs 12a und 12b empfängt, kann der QAP 10 eine DLS-Antwortnachricht an beide QSTAs 12a und 12b senden. Die DLS-Einleitungsnachricht ist eine neue Nachricht, die von der vorliegenden Erfindung ein geführt wird, um dem QAP 10 zu ermöglichen, einen DLS zwischen zwei STAs einzuleiten. Alternativ können die DLS-Anforderungsnachricht und die DLS-Antwortnachricht verändert werden, um von dem QAP 10 einen DLS einzuleiten, anstatt eine neue DLS-Einleitungsnachricht zu erzeugen.
Die Datenübertragung, nachdem der DLS eingerichtet ist, wird hier im weiteren erklärt. Die QSTAs können den DLS verwenden, um Datenübertragungen durchzuführen, wobei sie jeden der Zugriffsmechanismen, die in den IEEE 802.11-Standards definiert sind, wie etwa HCCA oder EDCF, verwenden können.
Die vorliegende Erfindung stellt mehrere Aktionsrahmenformate für DLS-Verwaltungszwecke zur Verfügung. Ein Aktionsfeld direkt nach dem Kategoriefeld unterscheidet die Formate. Die zu jedem Rahmenformat gehörenden Aktionsfeldwerte sind in Tabelle 1 definiert.
Tabelle 1
Zusätzliche Aktionsfeldwerte werden gemäß der vorliegenden Erfindung definiert. Ein DLS-Ausfindigmachungs-Anforderungsrahmen dient dazu, daß eine QSTA durch Senden von Anwendungsanforderungen eine MAC-Adresse einer anderen QSTA bekommt. Ein DLS-Ausfindigmachungs-Antwortrahmen dient dazu, daß ein QAP mit der MAC-Adresse der angeforderten QSTA zurückantwortet. Ein herkömmlicher DLS-Abbaurahmen wird verändert, so daß durch den QAP ein Aktionsfeld für den DLS-Abbau hinzugefügt wird. Ein als ein Zeitschalter bezeichnetes Informationsfeld ist in dem DLS-Abbaurahmen enthalten. Der QAP erwartet, daß eine QSTA die DLS-Abbaunachricht an den QAP sendet, bevor der Zeitschalter abläuft. Ein herkömm licher DLS-Anforderungsrahmen wird verändert, so daß er ein zusätzliches Element enthält, um eine optimale PHY-Datengeschwindigkeit und gewisse andere wesentliche Kanaleigenschaften zwischen den zwei QSTAs zu senden. Ein DLS-Messungsanforderungsrahmen ist für die Messungsanforderung von einem QAP an eine QSTA. Der DLS-Messungsanforderungsrahmen enthält Fähigkeitsinformationen einer anderen QSTA. Ein DLS-Messungsantwortrahmen ist für die DLS-Messungsantwort von einer QSTA an einen QAP. Der DLS-Messungsantwortrahmen enthält Messungsinformationen und eine andere QSTA-MAC-Adresse.
2 ist ein Blockschaltbild eines Ad-hoc-Netzwerks 200, das mehrere QSTAs 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f zur Unterstützung einer Partner-zu-Partner-Kommunikation gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Jede der QSTAs 12a–12f unterhält eine (nicht gezeigte) Datenbank aller QSTAs 12a–12f innerhalb von einem Sprung oder zwei Sprüngen. Einen Sprung entfernte QSTAs sind QSTAs, die sich gegenseitig hören können, und werden hier im weiteren als "Nachbarn" bezeichnet. Zwei Sprünge entfernte QSTAs sind QSTAs, die nicht direkt zu hören sind, die aber ein Nachbar hören kann.
Es gibt zwei Gruppen von QSTAs, die informiert werden müssen, wenn die Medien in Benutzung sein werden, die QSTAs, welche die Übertragung hören können, und die QSTAs, welche möglicherweise senden und den Empfang stören könnten. Daher brauchen lediglich eine sendende QSTA und eine empfangende QSTA jeweils ihre Nachbar-QSTAs informieren. Die sendende QSTA muß ihren Nachbarn sagen, daß das Medium in Benutzung ist und die Nachbarn nicht ohne Störung empfangen können. Die empfangende QSTA muß ihren Nachbarn sagen, daß das Medium in Benutzung ist und daß die Nachbarn nicht senden sollten. Die kann erfordern, daß ein gewisser Quittungsbetrieb richtig implementiert wird, aber es wird einen besseren Gesamtwirkungsgrad für das Medium ergeben.
Benachbarte QSTAs senden Signale untereinander, um mittels Fähigkeitsnachrichten Fähigkeiten zu melden. Die Fä higkeitsnachrichten können als ein Teil eines Initialisierungsverfahrens gesendet werden, wenn eine QSTA eingeschaltet wird. Die Fähigkeitsnachrichten können regelmäßig oder durch Ereignisse, wie eine Aktivität oder Nichtaktivität irgendeiner QSTA, ausgelöst werden, oder sie können auch eine Antwort auf ein Informationsanforderungssignal sein, das von einer der QSTAs eingeleitet wurde.
Eine neue QSTA kann eine Rundrufnachricht an Nachbarn senden, die nach einer aktiven Übertragung fragen. Die neue QSTA kann die Kanäle passiv abtasten und dann gezielte Pakete senden. Nach Empfang der Anforderung kann jede QSTA in einer aktiven Abtrennung die Information zurück an die neue QSTA senden. Die QSTAs folgen einem stochastischen Bakkoff, bevor sie antworten. Wenn einmal eine neue QSTA die Information erhält, verwendet die neue QSTA diese Information, um Ressourcen optimal zuzuweisen, um eine neue Anwendung zu starten.
Zum Beispiel beabsichtigen die QSTA 12a und die QSTA 12b in dem Ad-hoc-Netzwerk 200, miteinander zu kommunizieren. Bevor eine Anwendung zwischen der QSTA 12a und der QSTA 12b läuft, informieren eine oder beide der QSTAs 12a und 12b Nachbarn, indem sie Nachrichten 202 über die Anwendung senden. Die Nachricht 202 kann als ein Rundruf gesendet werden und/oder an die zwei Sprünge entfernten QSTAs verbreitet werden. Alternativ kann die Nachricht 202 ein Paket umfassen, das an bestimmte QSTAs gerichtet ist. Nach dem Informieren benachbarter QSTAs über die beabsichtigte Kommunikation können die QSTA 12a und die QSTA 12b kommunizieren, indem sie ohne Störung Nachrichten 204 austauschen.
Informationen, die zwischen den QSTAs 12a, 12b kommuniziert werden, können Bandbreitenanforderungen, die Kennung der sendenden QSTA und der empfangenden QSTA, ein Frequenzband, eine bevorzugte Modulationsart, Teilträger, einen MIMO-Fähigkeitscode oder ähnliches umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Diese Informationen sollten bevorzugt während der Einrichtung des DLS kommuniziert werden. Sie können jedoch während der DLS-Kommunikation kommuniziert werden, um gewisse Parameter, wie etwa die bevorzugte Modulation, zu aktualisieren. Diese Informationen können ansprechend auf eine Anforderung von einer anderen QSTA erneut gesendet werden. Die QSTAs können nach diesen Informationen fragen, um ihre Statistiken zu aktualisieren oder eine neue Anwendung zu starten.
Einige Dienste oder Anwendungen können vor anderen Priorität haben, wobei sie, falls erforderlich, andere Dienste unterbrechen können. Ein Beispiel für diesen Dienst sind Notrufe (911) mittels Sprache über IP (VoIP). Die Unterbrechung kann durch einen Nachrichtenaustausch zwischen anderen sendenden QSTAs durchgeführt werden, damit diese ihren Dienst beenden, oder durch einen Nachrichtenaustausch, um eine Bandbreite, einen Teilträger, ein Frequenzband oder ähnliches neu auszuhandeln.
3 ist ein Blockschaltbild eines Netzwerks 300 gemäß der vorliegenden Erfindung, das mehrere QSTAs 12a–12f und einen QAP 14 aufweist. Ähnlich dem Ad-hoc-Netzwerk 200 von 2 unterhält jede der QSTAs 12a–12f eine Datenbank aller QSTAs, mit denen jede QSTA 12a–12f direkt kommunizieren kann und mit denen jede QSTA 12a–12f durch den QAP 14 kommunizieren kann. Der QAP 14 kann die Datenbank der QSTAs bereitstellen, die über den QAP 14 verfügbar sind.
Jede der QSTAs 12a–12f ist mit dem QAP 14 verbunden. Jedoch stammt nicht aller Verkehr notwendigerweise von dem QAP 14 oder läuft durch ihn. Somit können zwei QSTAs miteinander direkt kommunizieren, ohne den Verkehr durch den QAP 14 zu senden. Dieses Verfahren kann durch den QAP 14 und eine verteilte Steuerung, die ähnlich dem weiter oben unter Bezug auf 2 beschriebenen Nicht-AP-Fall ist, gesteuert werden.
In dem von dem QAP 14 gesteuerten Verfahren beabsichtigt zum Beispiel eine QSTA 12a, mit einer QSTA 12b zu kommunizieren. Die QSTA 12a sendet eine Nachricht 302 an den QAP 14, welche eine Zielkennung und/oder eine benötigte Bandbreite und/oder Kanalinformationen und/oder einen direkten Sprung zu dem Ziel oder ähnliches enthält. Basierend auf den in der Nachricht 302 bereitgestellten Informationen bestimmt der QAP 14, ob er die zwei QSTAs 12a, 12b direkt kommunizieren oder durch den QAP 14 kommunizieren läßt. Der QAP kann diese Entscheidung basierend auf der Signalstärke zwischen den zwei QSTAs 12a, 12b, der aktuellen Netzwerkauslastung, der Aktivität des QAP 14, der Fähigkeit der zwei QSTAs 12a, 12b oder ähnlichem treffen. Der QAP 14 sendet basierend auf den Anforderungen eine Nachricht 304, die Zuweisungsinformation zum Zuweisen von Ressourcen (z.B. eine gewisse Zeit, Teilträger oder Antennen) für die Verbindung umfaßt und anzeigt, was verfügbar ist. Dann wird eine direkte Kommunikationsverbindung 306 zwischen den QSTAs 12a und 12b aufgebaut.
Die Zuweisungsinformationen in der Nachricht 304 werden an die QSTA 12a und die QSTA 12b gesendet. Die anderen QSTAs 12c–12f können auch über die direkte Kommunikationsverbindung 306 informiert werden, damit sie sich bewußt sind, daß die Ressource in Benutzung ist. Die QSTAs 12c–12f können durch eine Rundrufsendung der Nachricht 304 an alle der QSTAs 12a–12f oder durch Auffordern aller QSTAs 12a–12f, den QAP 14, selbst wenn es nicht für ihre Nutzung gedacht ist, bezüglich der Nachricht 304 zu überwachen, informiert werden. Dies kann andere QSTAs 12a–12f davon abhalten, die gleichen Ressourcen zu verwenden.
In der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-hierarchisches Kommunikationssystem, das einen direkten Verbindungsaufbau (DLS) verwendet, offenbart. Eine Mobilstation (STA) baut eine direkte Kommunikationsverbindung mit einer anderen STA auf, indem sie eine Nachricht sendet, die einen DLS zu einem Zugangspunkt (AP) (d.h. einer Zentralsteuerung) anfordert. Der AP kann die DLS-Anforderung basierend auf Kanalmessungen annehmen oder ablehnen. Wenn die DLS-Anforderung angenommen wird, wird der DLS derart eingerichtet, daß die STAs direkt miteinander kommunizieren können. Eine aufgebaute DLS-Verbindung kann, indem der AP eine Nachricht an eine der STAs sendet, die eine DLS-Abbauanforderung enthält, oder basierend auf Kanalmessungen abgebaut werden. Das Sy stem kann ein Ad-hoc-Netzwerk sein, das mehrere STAs ohne einen AP aufweist, wobei jede STA eine Datenbank mit STAs, die einen Sprung oder zwei Sprünge entfernt sind, unterhält und eine direkte Verbindung zu anderen STAs aufbaut, nachdem sie benachbarte STAs über die Absicht informiert hat, eine direkte Kommunikationsverbindung aufzubauen.
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.

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist: (a) mindestens einen Zugangspunkt (AP); (b) eine erste Station (STA), die mit dem AP in Verbindung steht; und (c) eine zweite STA, die mit dem AP in Verbindung steht, wobei die zweite STA eine direkte Verbindungsaufbauanforderung (DLS-Anforderung) an den AP sendet, um eine direkte Kommunikationsverbindung zu der ersten STA aufzubauen, wobei der AP die DLS-Anforderung an die erste STA weiterleitet und der AP eine DLS-Antwort, die anzeigt, ob die DLS-Anforderung annehmbar ist, an die zweite STA sendet.
System nach Anspruch 1, wobei die DLS-Antwort auf der Stärke von Signalen basiert, die zwischen den ersten und zweiten STAs ausgetauscht werden.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die DLS-Antwort auf der aktuellen Lastaktivität des AP basiert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die DLS-Antwort auf der Fähigkeit der ersten und zweiten STAs basiert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die DLS-Antwort auf der Qualität eines Kanals basiert, über den Datenpakete zwischen den ersten und zweiten STAs ausgetauscht werden.
System nach Anspruch 5, wobei die Kanalqualität durch den Austausch von Paketen zwischen den ersten und zweiten STAs bestimmt wird, bevor ein DLS durchgeführt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die DLS-Antwort auf einem Störpegel eines Kanals basiert, über den Datenpakete zwischen den ersten und zweiten STAs ausgetauscht werden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die DLS-Anforderung einen Geschwindigkeitssatz und/oder Fähigkeiten der ersten STA und/oder Medienzugriffssteuerungsadressen (MAC-Adressen) der ersten STA und der zweiten STA umfaßt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der AP eine Messungsanforderung an die zweite STA sendet, um einen Kanalzustand zwischen der ersten STA und der zweiten STA zu messen, und die zweite STA eine Antwort mit einem Meßergebnis an den AP sendet, wobei der AP basierend auf dem Meßergebnis entscheidet, ob er die DLS-Anforderung annimmt oder nicht.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zweite STA eine Nachricht an den AP sendet, um die erste STA zu suchen, bevor die zweite STA die DLS-Anforderung an den AP sendet, und die zweite STA die DLS-Anforderung nur dann an den AP sendet, wenn die zweite STA relevante Informationen der ersten STA von dem AP empfängt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste STA eine Idealgeschwindigkeits- und Kanalqualitätsinformationen in die DLS-Anforderung zwischen der ersten STA und der zweiten STA aufnimmt.
System nach Anspruch 11, wobei die Informationen aus einer vorhergehenden Übertragung zwischen der ersten STA und der zweiten STA erhalten werden.
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Informationen erhalten werden, indem Sendungen von der zweiten STA überwacht werden.
System nach den Ansprüchen 1 bis 13, wobei der AP derart aufgebaut ist, daß er die DLS-Anforderung ablehnt, wenn der AP einen höheren Gesamtdurchsatz zwischen der ersten STA und der zweiten STA bereitstellen kann, indem er die Übertragung über den AP fördert, anstatt die direkte Kommunikation zwischen den ersten und zweiten STAs zuzulassen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der AP derart aufgebaut ist, daß er die DLS-Anforderung ablehnt, um Kommunikationen zwischen den ersten und zweiten STAs sicherzustellen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei jede der ersten und zweiten STAs einen Zeitschalter umfaßt und jede der ersten und zweiten STAs derart aufgebaut ist, daß sie die Durchführung eines DLS-Abbaus durch den AP einleitet, bevor der Zeitschalter abläuft.
System nach Anspruch 16, wobei der Zeitschalter ansprechend auf den Empfang eines Pakets zurückgesetzt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die zweite STA, bevor der DLS durchgeführt wird, ein Messungspaket an die erste STA und den AP sendet, um eine Datengeschwindigkeit und eine Paketfehlerrate zu verbessern.
System nach Anspruch 18, wobei das Messungspaket eine Kanalqualitätsanzeige (CQI), eine Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) oder eine Störungsmessung ist.