无线网络中的拥塞控制的制作方法

专利名称：无线网络中的拥塞控制的制作方法
无线网络中的拥塞控制
相关申请的交叉引用
本申请要求标题为"Congestion Control In A Wireless Network"、申请曰为2006年9月6日、序列号为11/470,622的美国实用新型申请的优先权，在此将其引入作为参考。
背景技术：
无线网格网络(mesh network)接入的迅速普及和对无线数据覆盖的不断增长的需求正在促使安装非常大量的无线节点(例如，网格点(MP)或接入点(AP))。无线网格网络可以被看作使用无线通信链路互连的MP的集合。每个MP通常可以是接入点，但也可以是站或其他无线节点。此类MP的数据发送和接收资源是共享资源。
随着无线网络中数据业务的增加，可能会发生业务拥塞。由于无线网络中无线资源的共享特性，至少在某些情况下，单独通过常规的数据网络拥塞控制技术，例如依靠不同的接入类别(AC)或业务优先级来区分不同类型业务的优先顺序，可能不足以解决数据业务拥塞。
来自IEEE 802.11s任务组的草案规范提出了使用三个"网格动作"帧(即，"拥塞控制请求"、"拥塞控制响应"和"邻居拥塞通知")来用于网格网络中的拥塞控制。但是，802.11s的提议是不充分的，因为其未解决如何识别拥塞以及采取何种动作来响应各种类型的拥塞。

发明内容
结合通过实例方式给出并旨在是示例性而非限制范围的系统、工具和方法描述和示出了以下实施例及其方面。在各个实施例中，可以减少或消除一个或多个上述问题，而其他实施例可以涉及其他改进。此外，如更详细说明的，在此说明的各个实施例可应用于各种无线网络，包括网格网络、
蜂窝网络、无线LAN(WLAN)网，以及其他类型的无线网络。在此描述的网格网络只是示例性实例实施例，并且在此描述的技术可应用于其他无线网络。
根据实例实施例， 一种用于拥塞控制的方法可以包括确定用于无线网络中的 一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的 一个或多个触发条件；以及将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联。性能级别在此也可称为性能状态或状态。出于本-&开的目的，这些术语应被理解为是可互换的。所述实例方法还可以包括做出在无线节点处对于所述性能级别(状态)中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个的确定；以及响应于所述确定，执行与所述给定性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。
根据另一实例实施例， 一种设备，其可以包括控制器；耦合至所述控制器的存储器；以及耦合至所述控制器的无线收发器。所述实例设备可以适于接收消息，其中所述消息定义用于一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件。进而，所述消息还可以将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联。在实例实施例中，所述i殳备可以是第一无线节点，并且第二无线节点可以生成所述消息。然后，可以通过所述第二无线节点经由无线通信链路将所述消息提供给所述第一无线节点。然后所述设备(例如，第一无线节点)可以确定在所述设备处对于所述性能级别中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个；以及响应于所述确定，执行所述消息中与给定性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。
根据再一个实例实施例， 一种无线网络，其可以包括多个通信地耦合的无线节点，其中所述多个无线节点中的第一无线节点适于向所述多个无线节点中的第二无线节点提供消息。在所述实例实施例中，所述消息可以包括用于所述无线网络中的一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件。所述消息还可以包括一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个的关联。在所述实例无线网络中，然后所述第二无线节点可以使用所述消息中的信息来确定对于所述性能级别中的给定的一个已满足所述触发条件中的一个或多个。响应于此确定，与所述消息对应的所述第二无线节点可以执行与所述给定性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。


在引用的附图中示例了实例实施例。在此公开的实施例和附图旨在被看作是示例性的而非限制性的。
图1是示例性示出了根据实例实施例的无线网格网络的图；图2是示例性示出了根据实例实施例的拥塞控制方法的状态图；图3是示例性示出了根据实例实施例的拥塞控制方法的流程图；图4A是示例性示出了根据实例实施例的拥塞控制帧的图；图4B是示例性示出了根据另一实例实施例的触发条件和在无线节点处执^f亍的拥塞控制动作的图5是示例性示出了可在无线网络中传送的不同类型数据的接入类别(例如，业务优先级)的表；以及
图6是示例性示出了根据实例实施例的无线节点的框图。
具体实施例方式
参考其中相同数字表示相同元素的附图，图l是示例性示出了根据实例实施例的无线网格网络100的图。
根据此类实例实施例，无线网格网络可以是用无线通信链路互连的网格点(MP)的集合。每个MP通常可以是接入点，但也可以是站或其他无线节点。例如，无线网格网络可以采用全网格拓朴或部分网格拓朴。在全网格拓朴中，每个节点(或网格节点)可以经由无线链路直接连接到每
个其他MP。在部分网格拓朴中，网格点可以连接到网格网络中的某些但未必连接到所有其他网格点。
在图1示出的实例无线网格网络IOO中，可以通过有线或无线链路来互连网格点MP1、 MP2和MP3。此外，每个网格点(MP)可以被耦合到其本地小区中的一个或多个无线站。例如，MP1位于小区104中并通过无线链路连接到小区104内的站STA2和STA3。 MP2位于小区106中并通过无线链路连接到站STA1。 MP3位于小区102中并通过无线链路连接到站STA4。网络100(包括MP1、 MP2和MP3)可以被视为无线分布系统。无线网格网络100只是一个实例网络并且本公开并不局限于此。
在实例无线网格网络中，每个MP能够进行多到多连接，并且能够知晓网络拓朴、进行动态路径配置以及具有其他网络能力，尽管本公开并不局限于此。每个MP还可以是移动的或能够被移动或是可移动的，并且能够动态地重新配置自身，尽管4^>开并不局限于此。
在此说明的各个实施例可应用于各种网络和技术，例如WLAN网络
(例如，IEEE802.il型网络)、IEEE 802.16 WiMAX网络、WiMedia网络、超宽带网络、蜂窝网络、无线电网络，或其他无线网络。在另一个实例实施例中，各个实例和实施例可以例如应用于网格无线网络，其中可通过有线或无线链路将多个网格点(例如，接入点)耦合在一起。在此说明的各个实施例可例如应用于基础结构模式(其中AP或基站可以与站通信
(例如通信通过AP发生))以及ad-hoc模式(其中无线站可以通过对等网络直接通信)两者的无线网络。
术语"无线节点"或"节点，，等可以例如包括无线站，如移动站或用户站、接入点(AP)或基站、中继站、无线个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、802.11 WLAN电话、WiMedia设备、WiMAX设备、无线网格点
(MP)，或任何其他无线设备。这些只是可用于实现在此说明的各个实施例的无线设备和技术的几个实例，并且本公开并不局限于此。
如以上指出的，网格网络中的MP的数据发送和接收资源通常是共享资源。例如，在网格网络100中，MP3可以与MP1和MP2共享其去往/来自STA4的数据通信的数据发送和/或接收资源。这只是一个实例实施例并且MP3可以与任何数量的其他无线节点通信(其间将共享其数据发送和 /或接收资源)。在此情况下，可以将MP3的数据发送和/或接收资源的特 定部分(例如时隙)分配给MP3与之通信的每个无线节点。如果与MP3 通信的无线节点之一以数据分组"淹没"MP3 (例如，在短时期内发送大 量数据)，则MP3可能无法充分地处理来自该站和其所通信的其他站的数 据业务。在此情况下，MP3被视为拥塞。
当无线节点(如本实例中的MP3)变得拥塞时，此类拥塞会导致(i) 数据分组被丢弃(这可导致丟弃的分组被重新发送，从而进一步增加了拥 塞)，(ii)分组传输中增大的延迟，以及(iii)在任何数量的其他情况中， 对于通过MP3传送的数据的分组错误数(例如，连续错误和/或平均错误 数)的增大。此类影响会降低网格网络100的性能并因此降低接入此类网 格网络时的用户体验质量。在MP3处的此类拥塞还会妨碍MP3处理来自 其他无线节点的分组，这因此会产生瓶颈。
如上所述，来自IEEE 802.1 ls任务组的草案规范提出了使用三个"网 格动作"帧(即，"拥塞控制请求"、"拥塞控制响应"和"邻居拥塞通 知")来用于网格网络中的拥塞控制。如也在以上指出的，802.11s的提议 是不充分的，因为其未特定地解决如何识别拥塞以及采取何种动作来响应 各种类型的拥塞。
图2是示例性示出了可用于无线网络(例如，无线网格网络或其他无 线网络)中的拥塞控制的实例方法的状态图200。对于此实例，状态图200 示例性示出了网格网络中的单个无线节点(如上述网格网络IOO的MP3) 的操作。状态图200示例性示出了对于给定无线节点的三个性能级别(状 态)202、 204和206。当然，可以存在额外的或更少的性能状态，并且确 切的状态数取决于特定的实施例。状态图200只是一个实例实施例并且可 以使用其他实施例。
在状态图200中，如图2所示，从左向右移动代表无线节点和/或网络 中增大的数据拥塞级别。相应地，如也在图2中示出的，在状态图200中 从右向左移动代表减小的拥塞级别。三个性能级别202、 204和206被指定为"状态r 、"状态2"和"状态3"。但是，为了清楚和一致，这些性
能级别(状态)将^^分别称为性能级别202、性能级别204和性能级别206。
对于状态图200，性能级别202可以被视为代表无线节点在几乎没有 或没有数据业务拥塞的情况下操作。性能级别204可以被视为代表无线节 点在中等级别的数据业务拥塞的情况下操作。性能级别206可以^皮视为代 表无线节点在严重的数据业务拥塞的情况下操作。可以基于一个或多个性 能参数来确定无线节点操作所处的特定状态。这些参数可以包括例如在 802.11系列规范中定义的服务质量(QoS)参数。当然，可以使用除QoS 参数(度量)以外的性能参数。此类触发条件可以包括但不限于平均分组 延迟、丢弃的分组数、连续帧丢失数和平均帧丢失率，包括任何数量的其 他性能参数或度量。
作为一个实例，可以使用对于无线节点的平均分组镅-溪率来确定无线 节点操作所处的性能级别。例如，如果无线节点的平均分组错误率低于第 一阈值，则这可以指示无线节点正以性能级别202 (例如，几乎没有或没 有拥塞)进行操作。如果平均分组错误率高于第一阈值但低于第二阈值， 则这可以指示无线节点正以性能级别204 (例如，中等拥塞)进行操作。 如果平均分组错误率高于第二阈值，则这可以指示无线节点正以性能级别 206 (例如，严重拥塞)进行操作。应当理解，平均分组错误率只是可用于 确定无线节点性能级别的参数的一个实例。在一个实例实施例中，可以单 独地或彼此结合地使用额外的或其他参数(如以上描述的参数和/或在 802.11系列规范中定义的参数)来确定给定无线节点的性能级别。
如图2所示，当实例无线节点操作在特定性能级别时，无线节点可以 定期(例如，持续地)监控无线节点用于确定其性能级别的性能参数。例 如，如果无线节点操作在性能级别202，则箭头208示出了此监控。同样， 如果无线节点操作在性能级别204或206，则箭头210和212分别示出了 性能参数监控。可以以与监控触发QoS测量报告中使用的QoS参数(如 802.Uk规范中所述)类似的方式完成此类监控。
在状态图200中，框箭头214、 216、 218和220指示无线节点从一个性能级别到另一个性能级别的转变。例如，对于增大的拥塞级别，框箭头
214示出无线节点从性能级别202 (例如，几乎没有或没有拥塞)到性能级 别204 (例如，中等拥塞)的转变。类似地，框箭头216示出无线节点从 性能级别204 (例如，中等拥塞)到性能级别206 (例如，严重拥塞)的转 变。
以类似的方式，对于减小的拥塞级别，框箭头218示出无线节点从性 能级别206 (例如，严重拥塞)到性能级别204 (例如，中等拥塞)的转变。 类似地，框箭头220示出无线节点从性能级别204 (例如，中等拥塞)到 性能级别202 (例如，几乎没有或没有拥塞)的转变。
在实例实施例中，可以对图2所示的性能级别202、 204和206确定与 数据业务拥塞相关的一个或多个触发条件。如上所述，这些性能级别可以 代表操作在无线网格网络中的MP的性能级别。此外在所述实例实施例中， 可以将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个性能 级别相关联。例如，在图2的实例实施例中，触发条件可以对应于在208、 210和212处监控的一个或多个性能参数。例如，使用上述的平均分组错 误率的实例(作为实例QoS参数)，用于性能级别202的第一触发条件可 以是无线节点的平均分组错误率超过第一阈值。在此情况下，无线节点将 在208监控平均分组错误率以确定平均分组错误率已超过第一阈值。
对于此实例，响应于确定平均分组错误率已超过第一阈值，无线节点 可以从性能级别202转变到性能级别204，如框箭头214所示。此外在框 箭头214处，响应于满足触发条件，无线节点可以执行与性能级别202关 联的拥塞控制动作中的一个或多个。如上所述，通过实例的方式给出了平 均分组错误率的实例。
取决于特定实施例，可以使用任何数量的触发条件来确定无线节点的 特定性能级别。同样，可以将任何数量的拥塞控制动作与这些触发条件相 关联。此类拥塞控制动作可以包括但不限于(i)无线节点将QoS测量报 告(例如，如802.11k所述)发送到网络中的一个或多个其他无线节点或 MP(如发送到一个或多个上游节点或更接近固定网络的节点)，其中QoS测量报告可以包括所监控的性能参数的值，(ii)无线节点发送根据802,11s 草案规范的"拥塞控制请求"(例如发送到上游网格点)，(iii)无线节 点实施(或指示另一无线节点实施)本地速率控制，(iv)无线节点启动 路由发现过程以确定网格网络中是否存在具有更少拥塞的可选数据路径， (v)无线节点发送"邻居拥塞通知"以通知其他节点此节点处的拥塞的业 务拥塞，例如根据別2.11s草案规范，(vi)无线节点实施(或指示另外一 个或多个无线节点实施)增强分布式信道接入(EDCA ) QoS参数(例如， 如802.11e中所描述的指定针对不同接入类别或QoS参数的不同参数的使 用)规范或调整或修改此类无线节点的此类EDCA参数，以及(vii)对于 一种或多种数据业务(例如，对于一个或多个接入类别或业务优先级)或 者对于来自 一个或多个无线节点的业务，停止发送和/或丢弃收到的分组而 不转发此类分组。当然，这些拥塞控制动作只是实例并且可以采取任何数 量的其他适合动作以响应满足特定的触发条件。
在图2中的状态图200所示的实例实施例中，可以针对增大的拥塞级 别实现第 一组触发条件，而针对减小的拥塞级别可实现第二组触发条件。 同样，可以将第 一组拥塞控制动作与增大的拥塞级别的第 一组触发条件相 关联，而将第二组拥塞控制动作与减小的拥塞级别的第二组触发条件相关 联。此类方法允许性能级别之间的"滞后，，，使得数据业务拥塞量的轻微 改变不会导致无线节点执行重复的拥塞控制动作。
但是，在另一实例实施例中，可以针对增大和减小的拥塞级别两者实 现一组触发条件。这可以提供更简单的实施方式，但是在某些情况下，可 能不能提供滞后技术(可以针对增大和减小的拥塞级别使用不同的触发条 件)所提供的某些优点(例如，改进的稳定性)。
再次参考上述的平均分组错误率实例和状态图200，可以按照如下方 式实现这种滞后。可以针对增大的拥塞级别使用第一组触发条件。此第一 组触发条件可以包括为一 "1"的第一平均分组错误率阈值作为从性能级 别202转变到性能级别204的触发条件；以及为二 "2"的第二平均分组错 误率阈值以从性能级别204转变到性能级别206。数字二或"2"只是实例，在此实例中，可以针对减小的拥塞级别使用第二组触发条件。此第二
组触发条件可以包括为一又四分之三"1.75"的第三平均分组错误率阁 值作为从性能级别206转变到性能级别204的触发条件；以及为四分之三 "0.75"的第四平均分组错误率阈值作为从性能级别204转变到性能级别 202的触发条件。这些只是实例数字或分组错误率并且可以使用任何数字 或触发条件。
在此类实施方式中，第一阈值与第四阈值之间的差异可以导致性能级 别202与性能级别204之间的滞后，而第二阈值与第三阈值之间的差异可 以导致性能级别204与性能级别206之间的滞后，在某些情况下，这可以 提高系统的性能和/或稳定性。相应地，对于此实例，阈值中的一个附近的 平均分组错误率的微小变化将不会导致执行重复的拥塞控制动作。在此情 况下，例如，性能级别204的触发条件可以基于先前的性能级别(例如， 拥塞是增大还是减小)。
同样，可以将第一组拥塞控制动作与增大的拥塞级别的触发条件相关 联，而将第二组拥塞控制动作与减小的拥塞级别的触发条件相关联。例如， 与增大的拥塞级别的触发条件关联的拥塞控制动作可以例如是实施本地速 率控制或停止发送特定类型的数据。相比之下，针对减小的拥塞级别的拥 塞控制动作可以例如是停止本地速率控制、调整一个或多个其他节点或其 他类型业务的QoS (或EDCA)参数，或恢复发送特定类型的数据。
在一个实例实施例中，可以针对每个AC (接入类别)或在每个AC 的勤出上指定或实施触发条件和拥塞控制动作。这允许节点针对不同的AC (或业务优先级)以不同的方式响应不同类型的业务或拥塞状况。例如， 较低优先级业务或AC可能会首先受到拥塞的影响，而较高优先级AC可 能没有显著的性能降低，直到例如拥塞达到更高的级别。因此，通过针对 每个AC或业务优先级实施触发条件和拥塞控制动作，可以针对不同的AC 执行或指定QoS报告、拥塞控制报告以及其他拥塞控制动作。
图3是示例性示出根据一个实例实施例的拥塞控制方法300的流程图。方法300包括在方块302确定用于无线网络中的一个或多个性能级别的与 业务拥塞相关的一个或多个触发条件，如以上根据图2所述。方法300还 包括在方块304将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中 的每个性能级别相关联，也如先前所述。在方法300中，可以在第一无线 节点(例如MP )处执行方块302的确定和方块304的关联。
仍在方法300中，在方块306，可以通过第一无线节点将触发条件和 关联的拥塞控制动作包括在消息中并将该消息提供给一个或多个其他无线 节点(例如MP)。此类消息可以被称为拥塞控制帧。以下参考图4A说明 拥塞控制帧的 一 个实例实施例。
方法300在方块308还包括确定在无线节点处对于所述性能级别中的 给定的一个性能级别已经满足的所述触发条件中的一个或多个，以及作为 响应执行与给定的性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少 一个动作，例如以上详细iJL明的。
作为对以上描述的用于实现性能级别之间的滞后的技术的替代，方法 300包括在方块310启动定时器以响应确定已满足触发条件。在方法300 中(方块310处)，抑制额外的拥塞控制动作，直到定时器超时为止。在 无线节点操作处于其中用作触发条件的性能参数围绕触发条件阈值变化一 段时间的状态的情况下，如滞后一样，此类方法可以防止重复的拥塞控制 动作。
图4A示例性示出了可以被称为拥塞控制帧400 (帧400)的消息的实 例实施例。如上所述，帧400可用于向无线网格网络中的一个或多个无线 节点(例如MP)提供触发条件和与这些触发条件关联的拥塞控制动作。 在实例实施例中，由无线网格网络中的另一无线节点(MP)，例如由网络 中的一个MP或AP)，来确定触发条件并将拥塞控制动作与这些触发条 件关联。此类方法例如可用于确保给定网络中的所有MP都使用相同的触 发条件和拥塞控制动作进行操作。给定无线网格网络中的所有MP都使用 相同的触发条件和关联的拥塞控制动作进行操作是有利的，以便确保MP 之间的兼容性和无线网格网络的适当操作。在某些情况下，此类方法可以通过网络中的不同节点(例如MP， AP)提供更一致的方法来解决或响应 各种业务拥塞状况。作为对使用帧400的替代，可以使用来自一个或多个 MP或AP的信标信号向无线网格网络中的MP提供或指定触发条件和关 联的拥塞控制动作。此类信标信号是已知的并在802.11系列规范中被描述。 如图4A所示，帧400可以包括多个字段，以便例如建立网络中的触 发识别机制。所述字段可以例如包括针对不同拥塞级别的条件和针对不同 拥塞级别的动作的列表。可以针对增大和减小的拥塞级别两者提供一组触 发条件和拥塞控制动作。可选地，可以针对增大的拥塞(例如，恶化的状 况)和减小的拥塞(例如，改进的状况)提供不同组的触发条件和拥塞控 制动作。
将根据实例实施例简要说明帧400的一些实例字段。以下提供了根据 实例实施例的可包括的字段类型的某些简要实例。例如，帧400可以包括 "性能状态数"字段402，以指示性能状态(或性能级别)的数目。例如， 在图2中，存在三个性能状态(例如，状态l、状态2和状态3)，尽管可 以使用任何数量的状态。
帧400还可以包括"测量计数，，字段404，并且可以指示分组(或帧) 数，并且可以指示在其上测定QoS测量(例如分组错误率)的分组数或帧 数。"触发超时"字段406可以指示在其后节点不应生成其他QoS度量(或 测量)报告的时间段(例如，指定在生成其他QoS报告或QoS度量/测量 报告之前的延迟)。"报告周期字段"(其也可以称为报告频率字段)405 可以包含节点(例如MP或AP )应以之发送其QoS测量报告或其性能级 别的值(以信标周期为单位)。因此，例如，可以每X个信标周期报告一 个测量报告，其中字段405可以标识X或可以标识报告之间的信标周期的 数目。在一个实例实施例中，可以在单独的管理帧中报告测量报告。可以 例如使用802.11n A-MPDU聚合机制将这些管理帧与所传送的数据帧聚合 在一起(聚合的MPDU或聚合的协议数据单位或分组)。因此，可以将测 量报告与实际数据有效负荷一起通过单播传送来分发。类似地，在另一个
实例实施例(例如，多播传送)中，可以使用多播传输来传输或传送测量报告。
如果针对增大和减小的拥塞使用不同的触发条件和拥塞控制动作，则 对于特定无线网格网络中的无线节点的每个性能级别(或性能状态)，帧
400还可以包括恶化的状况字段(例如，对于增大的拥塞)和改进的状况 字段(例如，对于减小的拥塞)。因此，对于每个性能状态或级别，根据 一个实例实施例，可以提供状况字段对，例如级别X恶化的状况字段和级 别X改进的状况字段。例如，如图4A所示，帧400可以包括"级别1恶 化的状况"字段410、"级别1改进的状况"字段412、"级别2恶化的状 况"字段(未示出)、"级别2改进的状况"字段(未示出)、..."级别 N恶化的状况"字段414以及"级别N改进的状况，，字段416，其中"N" 可以指示给定无线网格网络中的MP的性能状态或级别的数目。可选地， 可以将单个状况字段用于每个性能状态或级别(例如，对于增大和减小的
拥塞两者，将一个状况字段用于每个性能状态/级别)。
根据一个实例实施例，对于帧400,每个恶化的和改进的状况字段(例 如字段410、 412、 414、 418)可以包括若干子字段。这些子字段可以例如 包括触发的控制字段420，字段420可以标识与性能状态或级别关联的一 个或多个拥塞控制动作(例如，当AP或MP转变到关联的性能状态或级 别时应该或可以执行的一个或多个拥塞控制动作)。触发的控制字段420 还可以例如标识所述拥塞控制动作可应用到的一个或多个接入类别(AC )。
字段422、 424、 426和428与性能状态或级别的触发条件相关。平均 错误阈值字段424可标识平均错误阈值；连续错误阈值字段426可标识连 续错误阈值；并且延迟阈值字段428可标识延迟阈值。
触发条件字段422可以标识与触发条件有关的其他信息，包括字段 430、 432和434 (作为实例)。以下提供了根据实例实施例的可包括的字 段类型的某些简要实例。可以设置平均字段430 (例如设置为1),以便在 测量计数字段404中指定的传送的帧或分组的移动平均数上丢弃的AC的 帧或分组的数目等于平均错误阈值字段424中给出的值时，请求执行触发 的拥塞控制动作。在一个实例实施例中，可以例如对由于重试而丟弃的帧或分组进行计数。可以设置连续字段432 (例如设置为1)，以当连续丟弃 的AC的帧或分组的数目等于连续错误阈值字段426中给出的值时，请求 执行触发的拥塞控制动作。可以设置延迟字段434 (例如设置为1)，以当 经历发送延迟的AC的连续帧或分组的数目大于或等于延迟阈值字段428 中给出的值(或经历大于或等于下限的传送延迟)时，请求执行或生成触 发的拥塞控制动作。
触发的控制字段420可以包括若干子字段，将根据实例实施例对其进 行简要i兌明。字段436、 438、 440和442可以标识可以(或应该)针对性 能状态或级别执行的(例如，当对于关联的性能级别满足一(多)个指定 的触发条件时)某些实例拥塞控制动作。例如，"发送QoS测量才艮告"字 段436可被设置为1 ，以请求节点发送QoS测量报告。在一个实例实施例 中，可以为已满足至少一个触发条件的所有AC发送QoS测量报告。QoS 测量才艮告可用于向相邻节点通知关于报告的节点的业务状况或拥塞状况。
"发送拥塞控制请求"字段438可被设置为1，以要求节点或MP请求拥 塞控制。本地速率控制字段440可被设置为1，以请求节点或MP执行本 地速率控制。路由发现字段442可被设置为1,以请求节点或MP执行路 由发现以重新路由业务。应当理解，可以包括额外的字段和/或子字段，或 在帧400中除去某些字段和/或子字段。
图4B是示例性示出了根据另一个实例实施例的触发条件和在无线节 点处执行的拥塞控制动作的图。例如，基于变化的拥塞，示出了三个不同 的性能级别(或状况)-包括级别1 (良好的性能)、级别2 (中等性能) 和级别3 (不好的性能)。如果满足级别1触发条件(例如，如果分组错 误率或PER〉X)，则执行拥塞控制动作，包括发送QoS报告。如果满足 级别2触发条件(例如，对于两个或更多个突发分组，PER>X)，则发送 拥塞控制报告。如果满足级别3触发条件(例如，对于四个或更多个分组 突发，PER>X)，则可以例如在此节点或MP处调整EDCA参数。可以 可选地为每个级别使用不同的PER阈值。这可以基于在窗口大小为X的 移动平均上的变化的参数或度量(例如PER)结合对错误突发或错误数目进行计数，来提供触发条件。
在实例实施例中，可以针对多个业务优先级或接入类别(AC)中的每 个业务优先级或接入类别，来执行无线网格网络中拥塞控制的触发条件的 确定和拥塞控制动作与这些触发条件的关联。图5中通过表500示例性示 出了此类业务优先级的一个实例。表500包括第一列502，其定义了接入 类别(AC)(业务优先级)O、 1、 2和3,其中AC3是最高优先级业务。 表500还包括第二列504，其包括列502中列出的对于每个接入类别的业 务类型的指定。如上所述， 一种类型的拥塞控制动作可以是停止特定类型 的数据的传送。此类方法的一种可能实施方式是停止传送较低优先级(低 接入类别)业务。
例如，再次参考图2，随着无线节点(和/或网络)中数据业务拥塞的 增大，可能满足导致无线节点从操作在性能级别202 (例如，几乎没有或 没有拥塞)转变到性能级别204 (例如，中等拥塞)的触发条件。响应于 此触发条件，可以采取拥塞控制动作，其中无线节点停止传送(或指示一 个或多个其他无线节点停止传送)接入类别为"0"的业务。同样，如果满 足导致无线节点从性能级别204转变到性能级别206 (例如，严重拥塞) 的触发条件，则关联的拥塞控制动作可以是仅传送最高优先级业务(例如， 接入类别为3的业务)。应当理解，其他用于建立业务优先级的技术也是 可行的。例如，可以使用用户定义的优先级，或者作为另一个实例，可以 将此类用户优先级映射到图5所示的接入类别。
根椐 一个实例实施例，拥塞或触发条件的识别可以例如用于通知节点 传输业务的能力的变化。拥塞可以是由节点或MP之间的中断链路、提供 的业务量增加或其他原因造成的。根据一个实例实施例，可以通过丢帧的 增加和传送延迟增大、分组错误率(PER)中的变化，或其他参数或准则 的变化来检测降低的质量。
在一个实例实施例中，可以例如在早期阶段识别或检测网络拥塞的初 始或微小变化，并且可以在拥塞变得持续或严重之前采取步骤或动作来解 决拥塞。在一个实例实施例中，例如，通过对触发的QoS测量报告的请求，节点可以持续地测量一个或多个QoS性能参数，并且在满足触发条件的情 况下发出QoS报告。也可以采取其他动作。
在一个实例实施例中，例如，触发的QoS测量可用于为非AP站或节 点建立背景QoS测量。触发的测量可以定义测量，并且还可以指定关于测 量报告传送的触发条件。如果满足触发条件，则可以传送QoS度量(或 QoS测量)报告。在一个实例实施例中，例如，触发的测量或其他动作可 以指定平均传送延迟、连续帧丢失和平均帧丢失的触发条件。
根据一个实例实施例，触发的拥塞识别机制可以基于或建立在触发的 QoS测量之上。拥塞识别机制针对降低和改进的性能定义了一个或多个(例 如1-4)触发条件。如果满足任何降低的性能条件(触发条件)，则性能被 视为降低，并且通常执行指定的拥塞控制动作。根据一个实例实施例，如 果满足所有指定的条件，则性能被视为改进了。
在一个实例实施例中，请求节点或AP或MP可以将请求发送到一个 或多个其他节点或站，所述请求指定了可以触发向该请求节点传送QoS测 量报告的阈值。例如， 一个或多个站或节点可以监控一个或多个QoS度量 例如分组错误率、丢帧数或百分比、平均传送延迟，然后可以将QoS测量 报告发送到一个或多个其他节点，例如一个或多个上游节点(例如，更接 近固定网络的节点)。此外，由于节点或MP可能已在跟踪或监控一个或 多个本地QoS度量(依据所请求的触发QoS测量报告)，此类节点因此 可以容易地检测何时满足一个或多个触发阈值。
在一个实例实施例中，向一个或多个其他节点传送此类触发的QoS测 量报告可以允许网络中的网络管理功能收集有关网络性能的统计。 一个或 多个节点或MP (例如中央控制MP)然后可以使用这些性能统计来更新 或更改用于触发条件和/或拥塞控制动作的值。
在另一个实例实施例中，可以使用指定触发条件的逻辑组合，如将多 个条件进行逻辑"或"或"与，，以便为性能状态或级别提供指定的触发条 件。尽管未在图4A中示出，但是帧400中的"逻辑组合"字段(一个或 多个位)可以指定是否应将多个条件进行逻辑"或"或"与"，以便提供或确定触发条件。在一个实例实施例中，逻辑组合字段可以被包括为触发
条件字段422中的其他子字段。图4B示出了根据一个实例实施例的触发 条件(如PER和连续丟失的帧(突发)序列的数目)的逻辑组合的实例使 用。
如果满足触发条件，则节点或MP可以执行一个或多个关联的拥塞控 制动作，例如用于拥塞緩解或恢复。所述动作可以包括传送QoS测量报告、 拥塞控制请求或邻居拥塞控制通知，或触发以根据本地速率控制机制设置 EDCA参数、丢弃分组、执行或调整一个或多个AC的接入控制，或其他 动作。每个MP或节点可以例如针对拥塞报告级别设置相同的触发条件。 如果拥塞级别降低或增加到满足其他拥塞级别或触发条件，则所述MP可 以例如执行相同的指定拥塞控制动作。例如，如果性能仍在相同级别，则 不必执行任何动作。在实例实施例中示出和描述了多个触发条件和触发条 件类型以及关联的拥塞控制动作的几个示例性实例，并且可以执行任何触 发条件和拥塞控制动作。
在一个实例实施例中，所述拥塞控制动作之一可以包括在节点处执行 准入控制或更改准入控制规则，以便例如决定是否准许或转发来自 一个或 多个所请求的业务流的数据帧。例如，节点的性能状态或级别(或满足触 发条件)可以导致节点执行以下示例性准入控制。节点或站可以经由联合 请求或到节点或MP的ADDTS (添加业务流请求)来请求流3l务。基于 所述节点或MP的性能级别或状态，可以准许或支持流，也可以拒绝流。 例如，对于低拥塞性能级别，可以支持所有新的业务流；对于中等拥塞， 仅支持高优先级请求(例如，高AC请求)或来自特定高优先级或"优选，， 客户端的请求；以及对于高度拥塞，将不准许或不支持任何新的业务流(例 如，仅支持其中存在到此节点或MP的切换的业务流)。这只是实例，并 且可以执行其他实施方式。
此外，尽管未在图4A中示出，但是可以提供帧400中的"准入控制 操作"字段(例如，包括一个或多个位)以指定准入控制的操作模式。操 作模式可以将MP设置为允许所有准入请求，或限定MP应将新的请求转发到一个或多个上游MP，或将MP设置为仅允许正在进行的流(例如， 终端正在进行切换)，或将MP设置为拒绝所有收到的准入控制请求。在 一个实例实施例中，准入控制操作字段可以被包括为触发控制字段420中 的其他子字段。
用于降低或改进的性能的条件还可以使用滞后，使得例如在触发拥塞 控制动作之前，将拥塞级别中的每个改变确定为相关的或相对显著的改变。
根据一个实例实施例，通过使用滞后或使用降低和改进的触发条件之间的 差异，可以避免针对性能级别中的微小变化而不必要地触发动作。还可以 例如使用触发超时来减小潜在的拥塞控制动作扰动。
在一个实例实施例中，每个无线节点或网格点(MP)可以包括无线收 发器、处理器或控制器，以及存储器。图6是示例性示出了根据一个实例 实施例的可以在无线节点中提供的实例设备600的框图。无线节点(例如 站、AP、 MP等)可以例如包括无线收发器602以发送和接收信号、控制 器604以控制站或节点的操作并执行指令或软件，以及存储器606以存储 数据和/或指令。
控制器604可以是可编程的并且能够执行存储器或其他计算机介质中 存储的软件或其他指令，以便执行上述的各种任务和功能，例如以上参考 图l-5说明的一个或多个任务或方法。
在一个实例实施例中，所述设备或控制器604可被配置为或适于对于 无线网络中的一个或多个性能级别确定与业务拥塞相关的一个或多个触发 条件。控制器604还可以适于将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多 个性能级别中的每个性能级别相关联。
在另一个实例实施例中，控制器604可被配置为或适于作出对于性能 级别中的给定的一个性能级别已满足一个或多个触发条件的确定。在此实 例实施例中，控制器604还可以适于响应于确定已经满足一个或多个触发 条件，执行与给定的性能级别关联的一个或多个拥塞控制动作中的至少一 个动作。
在此所述的各种技术的实施方式可以在数字电子电路中实现，或在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。实施方式可以被实现为计算 机程序产品，即有形地包含在信息载体(例如机器可读的存储设备)或传 播信号中的计算机程序，以便通过数据处理设备(如可编程处理器、计算 机，或多个计算机)执行或控制所述数据处理设备的操作。计算机程序(如 上述的一(多)个计算机程序或方法)可以以任何形式的编程语言(包括 编译或解斧〖吾言)编写，并且可以以任何形式(包括作为单独的程序或作 为模块、组件、子例程，或适于在计算环境中使用的其他单元)部署。计 算机程序可以被部署为在一个站点处的一个或多个计算机上执行，或跨多 个站点分布并通过通信网络互连。
可以通过一个或多个执行计算机程序的可编程处理器来执行方法步 骤，以便通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。还可以通过专
用逻辑电路(例如FPGA (现场可编程门阵列))或ASIC (专用集成电 路)来执行方法步骤，或将设备实现为专用逻辑电路(例如FPGA (现场 可编程门阵列))或ASIC (专用集成电路)。
虽然以上说明了多个方面和实施例，但是应该理解，对这些方面和实 施例的各种修改、变换、添加和/或子组合都是可行的。因此，以下所附权 利要求以及此后引入的权利要求旨在包括所有此类在所述权利要求的真实 精神和范围内的修改、变换、添加和/或子组合。
权利要求
1. 一种方法，包括确定用于无线网络中的一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件(302)；以及将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联(304)。
2. 根据权利要求l的方法，还包括作出在无线节点处用于所述性能级别中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个的确定(308);以及响应于所述确定，执行与给定的性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个(308)。
3. 根据权利要求2的方法，进一步响应于用于所述性能级别中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个的确定启动具有预定的超时值的定时器(310);以及在所述定时器超时之前，抑制响应于已满足所述触发条件中的一个或多个的进一步确定的任何额外拥塞控制动作(310)。
4. 根据权利要求l的方法，还包括向所述无线网络中的一个或多个无线节点提供消息，所述消息包括所述一个或多个触发条件以及与所述一个或多个性能级别中的每个关联的所述拥塞控制动作(306)。
5. 根据权利要求4的方法，其中到所述一个或多个无线节点的所述消息包括拥塞控制帧(400)。
6. 根据权利要求l的方法，其中对多个业务优先级中的每个执行所述确定和关联。
7. 根据权利要求l的方法，其中对多个接入类别中的每个执行所述确定和关联。
8. 根据权利要求l的方法，其中对每个性能级别确定所述触发条件包括基于先前的性能级别确定与业务拥塞相关的一个或多个触发条件。
9. 根据权利要求l的方法，其中用于每个性能级别的所述触发条件包括与增加的拥塞对应的第一触发级别和与减少的拥塞对应的第二触发级别。
10. 根据权利要求l的方法，其中用于每个性能级别的一个或多个拥塞控制动作包括与增加的业务拥塞关联的第一一个或多个拥塞控制动作和与减少的业务拥塞关联的第二一个或多个拥塞控制动作。
11. 根据权利要求l的方法，其中所述一个或多个触发条件包括一个或多个服务质量(QoS)度量。
12. 根据权利要求l的方法，其中所述一个或多个触发条件包括以下项中的至少一项平均分组错误率、平均分组延迟、丢弃的分组数目、连续帧丢失数目以及平均帧丢失率。
13. 根据权利要求l的方法，其中所述一个或多个拥塞控制动作包括以下项中的至少一项传输QoS测量报告、传输拥塞控制请求、传输邻居拥塞控制通知以;s^艮据给定无线节点的速率控制机制建立增强分布式信道接入(EDCA )参数。
14. 一种设备，包括控制器(604);耦合到所述控制器(604)的存储器(606);以及耦合到所述控制器(604)的无线M器(602);所述设备适于接收消息，其中所述消息定义用于无线网络中的所述设备的一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件；以及将用于所述i殳备的一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联。
15. 根据权利要求14的设备，所述设备还适于确定在所述设备处用于所述性能级别中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个；以及响应于所述确定，执行与所述给定的性能级別关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。
16. 根据权利要求14的设备，其中(i)分别对多个业务优先级或接入类别确定所述一个或多个触发条件，以及(ii)将所述一个或多个拥塞控制动作分别与多个业务优先级或接入类别相关联。
17. 根据权利要求14的设备，其中用于每个性能级别的所述触发条件包括基于先前的性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件。
18. 根据权利要求14的设备，其中用于每个性能级别的所述触发条件包括用于增加的拥塞的第一触发级别和用于减少的拥塞的第二触发级别。
19. 根据权利要求14的设备，其中用于每个性能级别的所述一个或多个拥塞控制动作包括与增加的业务拥塞关联的一个或多个拥塞控制动作和与减少的业务拥塞关联的一个或多个拥塞控制动作。
20. 根据权利要求14的设备，其中所述一个或多个触发条件包括一个或多个服务质量(QoS)度量。
21. 根据权利要求14的设备，所述设备还适于周期性地测量与所述一个或多个触发条件关联的一个或多个QoS度量；将所测量的QoS度量与所述一个或多个触发条件比较；以及如果所测量的QoS度量满足一个或多个所述触发条件，则执行与所测量的QoS度量所满足的一个或多个触发条件关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。
22. 根据权利要求14的设备，其中所述一个或多个拥塞控制动作包括以下项中的至少一项传输QoS测量才艮告、传输拥塞控制请求、传输邻居拥塞控制通知以及根据给定无线节点的速率控制机制来建立增强分布式信道接入(EDCA )参数。
23. 根据权利要求14的设备，其中所述消息包括准入控制操作字段以指定所述设备的准入控制的操作模式。
24. —种无线网络，包括多个通信地耦合的无线节点(MP1， MP2, MP3)，其中所述多个无线节点(MP1, MP2， MP3)中的第一无线节点(MP1)适于向所述多个无线节点中的第二无线节点(MP2 )提供消息(400 )，其中所述消息(400 ):定义用于所述无线网络中的一个或多个性能级别的与业务拥塞相关的一个或多个触发条件；以及将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联。
25. 根据权利要求24的无线网络，其中所述无线网络是无线网格网络。
26. 根据权利要求24的无线网络，其中所述无线网络是符合802.1 lk和802.11s标准中的至少一个的无线网络。
27. 根据权利要求24的无线网络，其中所述第一无线节点(MP1)通过无线通信链路向所述第二无线节点(MP2)提供所述消息(400)。
28. 根据权利要求24的无线网络，其中所述第二无线节点(MP2)适于周期性地监控与所述一个或多个触发条件关联的一个或多个性能参数。
29. 根据权利要求28的无线网络，其中所述一个或多个性能参数包括一个或多个服务质量度量。
30. 根据权利要求28的无线网络，所述第二无线节点(MP2)还适于根据所述性能参数，确定在所述第二无线节点(MP2)处对于所述性能级别中的给定的一个已经满足所述触发条件中的一个或多个；以及响应于所述确定，执行与给定的性能级别关联的所述一个或多个拥塞控制动作中的至少一个。
31. 根据权利要求24的无线网络，其中(i)分别对多个业务优先级或接入类别确定所述一个或多个触发条件，以及(ii)将所述一个或多个拥塞控制动作分别与多个业务优先级或接入类别关联。
32. 根据权利要求24的无线网络，其中用于每个性能级别的所述触发条件包括用于增加的拥塞的第一触发级别和用于减少的拥塞的第二触发级别。
全文摘要
公开了涉及无线网络中的拥塞控制的各个实施例。在一个实例实施例中，可以对无线网络中的一个或多个性能级别确定与业务拥塞相关的一个或多个触发条件(302)。可以将一个或多个拥塞控制动作与所述一个或多个性能级别中的每个关联(304)。当在无线节点处满足触发条件时，可以执行关联的拥塞控制动作(308)。
文档编号H04L12/56GK101536431SQ200780041134
公开日2009年9月16日 申请日期2007年8月31日 优先权日2006年9月6日
发明者C·S·韦廷, J·耐克特 申请人:诺基亚公司