專利名稱:通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的無(wú)線媒體發(fā)送數(shù)據(jù)流的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種裝配有服務(wù)質(zhì)量(QoS)意識(shí)系統(tǒng)進(jìn)程以協(xié)調(diào)的方式服務(wù)于業(yè)務(wù)流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。本發(fā)明還通過(guò)協(xié)調(diào)流傳輸提高了QoS意識(shí)和業(yè)務(wù)流傳輸?shù)耐掏铝啃?,并且降低了基于媒體訪問(wèn)機(jī)制的競(jìng)爭(zhēng)沖突的次數(shù)。
背景技術(shù):
在現(xiàn)有技術(shù)中,為沒(méi)有被協(xié)調(diào)的流傳輸獲得發(fā)送許可的定時(shí)并不是基于流需求的。如果隊(duì)列不為空,那么在不做其它任何考慮的情況下將試圖請(qǐng)求發(fā)送許可。另外,根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999ANSI/IEEEStd 802.11,1999版-部分11無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和(PHY)規(guī)范的附錄草案(草案3.0)中所述的優(yōu)先級(jí)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999ANSI/IEEE Std 802.11,1999版-部分11無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和(PHY)規(guī)范中所述的一些隨機(jī)周期批準(zhǔn)該許可。
根據(jù)IEEE 802.11e的增強(qiáng)型分布協(xié)調(diào)功能(EDCF),在特定時(shí)間幀內(nèi)每個(gè)連續(xù)包傳送的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)導(dǎo)致不確定的數(shù)據(jù)包到達(dá)接收機(jī)端。如果有一個(gè)以上具有相同優(yōu)先級(jí)的流被允許進(jìn)入基本服務(wù)集(BSS),那么這種競(jìng)爭(zhēng)會(huì)相當(dāng)普遍。在每當(dāng)相同優(yōu)先級(jí)的站競(jìng)爭(zhēng)媒體專用時(shí)間期間可能發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)。競(jìng)爭(zhēng)次數(shù)取決于分配給站的帶寬和根據(jù)BSS內(nèi)最大可用帶寬的BSS內(nèi)的站的數(shù)量。另外,當(dāng)請(qǐng)求傳輸許可的定時(shí)沒(méi)有被協(xié)調(diào)和保護(hù)時(shí),傳輸流的QoS需求存在著危害。
頻繁請(qǐng)求短的媒體占用周期會(huì)導(dǎo)致沖突高發(fā)和高開(kāi)銷。特別是當(dāng)無(wú)線站不累計(jì)這些用來(lái)將數(shù)據(jù)流從一個(gè)無(wú)線設(shè)備發(fā)送到另一個(gè)所需的這些短媒體占用周期請(qǐng)求時(shí)。
當(dāng)每個(gè)傳輸許可專用用于多個(gè)數(shù)據(jù)流傳輸時(shí),為了保護(hù)每個(gè)數(shù)據(jù)流的QoS需求,需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的LSI設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流的方法,在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基于競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行媒體接入,所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與所述站通信的接入點(diǎn),該方法包括(i)在站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,使得一個(gè)站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期發(fā)射數(shù)據(jù)流;(ii)在競(jìng)爭(zhēng)后,從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)射數(shù)據(jù)流。
將選擇競(jìng)爭(zhēng)周期分為兩個(gè)不同的周期,作為(a)站競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用使得一個(gè)站發(fā)射數(shù)據(jù)流的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期;和(d)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留的預(yù)調(diào)度媒體占用周期。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供一種經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流的方法,在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基于競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行媒體接入,所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與所述站通信的接入點(diǎn),該方法包括(i)根據(jù)為站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)從站發(fā)射數(shù)據(jù)流;(ii)站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用使競(jìng)爭(zhēng)成功的站只在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流;(iii)在競(jìng)爭(zhēng)后,從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)送數(shù)據(jù)流;并且(i)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占有周期內(nèi)發(fā)送的無(wú)線媒體占用預(yù)留。
優(yōu)選的是,接入點(diǎn)向每個(gè)站發(fā)射包括有關(guān)競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息的信標(biāo)信號(hào),以便能夠在站之間執(zhí)行選擇的競(jìng)爭(zhēng)。
應(yīng)該指出,可以在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)依次提供信標(biāo)信號(hào)、預(yù)調(diào)度媒體占用周期、和競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中,當(dāng)站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí),在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期從選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期。應(yīng)該指出,競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期可以用圖2、4、12A、13A、15A、17A、19A中所示的Selective ContentionBackoff Pointer(選擇競(jìng)爭(zhēng)退避指針)(SCB_Ptr)表示。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期中第一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)成功,接下來(lái)的第二個(gè)站在第一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)后第二個(gè)競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí),則在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為第一個(gè)站預(yù)調(diào)度具有第一持續(xù)周期的第一媒體占用預(yù)留,接著在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)的第一媒體占用預(yù)留后為第二個(gè)站預(yù)調(diào)度具有第二持續(xù)周期的第二媒體占用預(yù)留;然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期從選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移第一持續(xù)周期和第二持續(xù)周期的總和。
優(yōu)選的是,可以在第一個(gè)和第二個(gè)站中記錄根據(jù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,從第一個(gè)和第二個(gè)站發(fā)射的開(kāi)始周期和持續(xù)周期。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中,站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中監(jiān)視無(wú)線媒體占用的狀態(tài),并且記錄該狀態(tài),然后根據(jù)所記錄的無(wú)線媒體占用的狀態(tài)確定發(fā)射時(shí)間。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中,當(dāng)接入點(diǎn)在根據(jù)為該站預(yù)調(diào)度的具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留的發(fā)射時(shí)間接收到空包時(shí),取消預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始時(shí)間后移該持續(xù)周期。
其中信標(biāo)信號(hào)還包括下列有關(guān)信息(i)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的開(kāi)始周期和結(jié)束周期,所述選擇競(jìng)爭(zhēng)周期具有競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)調(diào)度的媒體占用周期;和(ii)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的持續(xù)周期。
另外,其中信標(biāo)信號(hào)可以包括有關(guān)在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留的開(kāi)始周期和持續(xù)周期的信息。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中,該站發(fā)射具有最后一個(gè)包的數(shù)據(jù)流,所述最后一個(gè)包包括用于無(wú)線媒體占用預(yù)留的預(yù)留參數(shù),該參數(shù)具有在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)的持續(xù)時(shí)間,接入點(diǎn)接收最后一個(gè)包中包括的預(yù)調(diào)度參數(shù),在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為該站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期向前移動(dòng)該持續(xù)周期。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中,提供一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),包括多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與站通信的接入點(diǎn),接入點(diǎn)包括記錄下列內(nèi)容的媒體記錄器單元(i)站為發(fā)送數(shù)據(jù)流而競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間,其中競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;和(ii)預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用的預(yù)調(diào)度媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束周期,根據(jù)預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用來(lái)執(zhí)行發(fā)射,其中預(yù)調(diào)度的媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;控制器單元,用于為競(jìng)爭(zhēng)成功的站在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,并且將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期;發(fā)射機(jī)單元,用于向該站發(fā)射信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息;和接收機(jī)單元,用于接收從該站發(fā)射的數(shù)據(jù)。
在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)調(diào)度的媒體占用周期。
在接入點(diǎn),當(dāng)接收機(jī)單元接收到在為站預(yù)調(diào)度的具有持續(xù)周期的預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留的發(fā)射時(shí)間發(fā)射的空包時(shí),取消預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期。
至少一個(gè)站包括接收機(jī)單元,用于包括從接入點(diǎn)經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射的信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息;
發(fā)射機(jī)單元,用于通過(guò)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流;媒體記錄器單元,用于記錄發(fā)射記錄;和控制器單元,用于從信標(biāo)信號(hào)中提取競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,并且在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期和結(jié)束周期間的每個(gè)監(jiān)視周期監(jiān)視無(wú)線媒體占用的狀態(tài),然后,當(dāng)控制器單元確認(rèn)無(wú)線媒體沒(méi)有被占用時(shí)指令發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流。
在另一個(gè)站中,當(dāng)該站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期競(jìng)爭(zhēng)成功,并且為競(jìng)爭(zhēng)成功的站獲得具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留時(shí),該站可以提取下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期信息,并且在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期之前持續(xù)周期時(shí)長(zhǎng)的時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)流。
在再一個(gè)站中,媒體記錄器單元可以記錄包括選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)調(diào)度的媒體占用周期二者中的無(wú)線媒體占用狀態(tài)的媒體記錄,并且控制器單元還能夠根據(jù)發(fā)射記錄計(jì)算該站在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期中發(fā)射數(shù)據(jù)流時(shí)的發(fā)射時(shí)間。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面,當(dāng)在下一個(gè)預(yù)調(diào)度的媒體占用周期中分別預(yù)調(diào)度第一和第二個(gè)站,并且第一個(gè)站的發(fā)射機(jī)單元為釋放它自己預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用而向所有站發(fā)送作為一種廣播包的空包,第二個(gè)站的接收機(jī)單元從第一個(gè)站接收到該空包時(shí),第二個(gè)站的控制器單元實(shí)現(xiàn)取消為第一個(gè)站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,并且利用第二個(gè)站的媒體記錄器單元記錄的媒體記錄重新安排下一個(gè)預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)第二個(gè)站的發(fā)射順序。
這種情況下,利用無(wú)線媒體控制層的競(jìng)爭(zhēng)基本機(jī)制,應(yīng)用數(shù)據(jù)流獲得對(duì)無(wú)線媒體的接入,可以有選擇地選擇允許數(shù)據(jù)流進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)周期。在從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的中央控制器檢測(cè)到選擇的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始標(biāo)識(shí)符后,開(kāi)始所有無(wú)線站的選擇競(jìng)爭(zhēng)。該標(biāo)識(shí)符在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的開(kāi)始就周期性進(jìn)行廣播。由以分布方式控制的中心控制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的站更新它自己和其它站的發(fā)射時(shí)間。利用該發(fā)射記錄,這些站可以確定競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體的最佳時(shí)間,從而減少在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間。該站可以利用任何競(jìng)爭(zhēng)方法通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)在當(dāng)前選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體,并且自動(dòng)預(yù)調(diào)度下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中同樣的媒體占用時(shí)間。通過(guò)簡(jiǎn)單地在調(diào)度的發(fā)射時(shí)間不發(fā)送數(shù)據(jù)包就可以刪除無(wú)線媒體預(yù)留。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)由每個(gè)站自己維護(hù)的發(fā)射記錄中自動(dòng)更新預(yù)調(diào)度時(shí)間的所有發(fā)射和非發(fā)射周期。
本發(fā)明的效果通過(guò)采用本發(fā)明,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備變得更具QoS意識(shí)。減少了服務(wù)QoS流所需的發(fā)射許可的次數(shù)。無(wú)線媒體的競(jìng)爭(zhēng)更加地可調(diào)度,從而減少了由于由一個(gè)中央控制器管理的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)由多個(gè)無(wú)線站共享無(wú)線媒體所造成的競(jìng)爭(zhēng)和沖突的次數(shù)。為了使數(shù)據(jù)流的傳輸不中斷,本發(fā)明允許基于競(jìng)爭(zhēng)的無(wú)線媒體來(lái)預(yù)留帶寬,從而將預(yù)調(diào)度帶寬的競(jìng)爭(zhēng)次數(shù)降為零。零競(jìng)爭(zhēng)在發(fā)射站和接收站分別提供了連續(xù)的發(fā)射和接收行為。由于具有零或極小的競(jìng)爭(zhēng)周期,因此可以消除象高抖動(dòng)率這樣的流到達(dá)狀態(tài)的不良特征,并且允許在媒體訪問(wèn)控制器以上的層實(shí)現(xiàn)不太復(fù)雜的接口和軟件控制機(jī)制。
通過(guò)下面參考附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述,本發(fā)明會(huì)變得易于理解,附圖中相同的部分用相同的參考標(biāo)號(hào)表示,其中圖1顯示了選擇競(jìng)爭(zhēng)周期期間無(wú)線站和中央控制器操作的高層消息序列圖;圖2是典型的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的時(shí)序圖;圖3是更新發(fā)射記錄的流程圖;圖4顯示了選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中的中央控制器;圖5顯示了由無(wú)線站執(zhí)行的發(fā)射記錄的操作;圖6是本發(fā)明無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的示意圖;圖7A是網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的示意圖;圖7B是網(wǎng)絡(luò)的站的示意圖;圖8是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)無(wú)線媒體傳輸?shù)牧鞒虉D;圖9是在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)無(wú)線媒體傳輸?shù)牧鞒虉D;
圖10A是具有數(shù)據(jù)優(yōu)先化的競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制的常規(guī)實(shí)例;圖10B是站A和站B中無(wú)線媒體占用的狀況的示意圖;圖11是來(lái)自接入點(diǎn)的信標(biāo)的示意圖;圖12是選擇的競(jìng)爭(zhēng)退避指針的定義;圖13A是站A和B之間選擇競(jìng)爭(zhēng)的示意圖;圖13B是站A和站B中無(wú)線媒體占用狀態(tài)的示意圖;圖13C是來(lái)自接入點(diǎn)的信標(biāo)的示意圖;圖14是來(lái)自該站的數(shù)據(jù)幀的示意圖;圖15A是站A和B之間的選擇競(jìng)爭(zhēng)的示意圖;圖15B是站A和站B的無(wú)線媒體占用狀態(tài)的示意圖;圖16是來(lái)自接入點(diǎn)的信標(biāo)的示意圖;圖17A是選擇競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)方面的示意圖;圖17B是來(lái)自接入點(diǎn)的信標(biāo)的示意圖;圖18是包含下一個(gè)發(fā)射信息的最后一個(gè)數(shù)據(jù)包的示意圖;圖19A是站A和B之間的選擇競(jìng)爭(zhēng)的示意圖;圖19B是站A和站B的無(wú)線媒體占用狀態(tài)的示意圖;圖20是媒體專用調(diào)度產(chǎn)生的系統(tǒng)進(jìn)程;以及圖21是發(fā)射許可生成器的限定狀態(tài)機(jī)器。
具體實(shí)施例方式
為了便于解釋,在下面的描述中,為徹底理解本發(fā)明而提出了特定的號(hào)碼、次數(shù)、結(jié)構(gòu)、協(xié)議名稱和其它參數(shù)。下面的段落給出了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)例。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,沒(méi)有這些具體的細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它例子中,為了明確本發(fā)明在方框圖中顯示了一些眾所周知的部件和模塊。
為了徹底理解本發(fā)明,下面給出一些操作順序、信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算技術(shù)。這里使用的某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的例子中。很明顯,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中,可以添加新的信息,并且根據(jù)它們使用的實(shí)際情況可以省略某些部分。
圖1給出了本發(fā)明揭示的選擇競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)例,它在根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)方法成功預(yù)調(diào)度到媒體占用后,為屬于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包的后續(xù)保證了發(fā)射零競(jìng)爭(zhēng)周期。為了更好地描述本發(fā)明,使用圖2可以更好地理解在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線站和無(wú)線中央控制器的操作。
圖2給出了由數(shù)字(401)標(biāo)注的一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)的其它子周期的關(guān)系描述。當(dāng)涉及圖2和圖3的實(shí)施例與圖1中的HMSC一起閱讀時(shí),可以很好地參考圖2中所述的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的時(shí)間關(guān)系。
在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)有兩個(gè)子周期;(i)Pre-Scheduled MediumOccupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)(403)和(ii)Medium Occupancy Contention(媒體占用競(jìng)爭(zhēng))(404)。Pre-Scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期用于已經(jīng)在前面的Selective Contention(選擇競(jìng)爭(zhēng))周期(404)中贏得競(jìng)爭(zhēng)的站發(fā)射數(shù)據(jù)。從Selective_Contention_Information數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Selective_Contention_Backoff字段可以計(jì)算出數(shù)字(405)標(biāo)注的由SCB_Ptr表示的指針。當(dāng)所有站開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)發(fā)射權(quán)后,每個(gè)站采用的競(jìng)爭(zhēng)退避可能導(dǎo)致由數(shù)字(406)標(biāo)注的無(wú)線媒體競(jìng)爭(zhēng)。在Medium OccupancyContention(媒體占用競(jìng)爭(zhēng))周期內(nèi)可能有多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)(406)。
參考本發(fā)明的第七個(gè)方面,高級(jí)消息序列圖(HMSC)給出了當(dāng)無(wú)線站競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送權(quán)時(shí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的典型生存周期。在數(shù)字(302)標(biāo)注的進(jìn)程期間,通過(guò)中央控制器廣播包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Selective_Contention_Information中描述的時(shí)間參數(shù)的消息使所有站都知道競(jìng)爭(zhēng)權(quán)。如果為數(shù)據(jù)流第一次發(fā)射的競(jìng)爭(zhēng)可以發(fā)生在一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi),那么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Selective_Contention_Information中的信息提供指示。根據(jù)Selective_Contention_Information中的參數(shù)Start_n_End的值,該消息的廣播表示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的開(kāi)始或者它也可以用來(lái)表示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的結(jié)束。該消息在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)的開(kāi)頭廣播,它可以添加到Selective Contention Period的結(jié)尾和數(shù)字(301)標(biāo)注的狀態(tài)之前。
用來(lái)表示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期開(kāi)始的消息包括至少下列參數(shù)-Selective_Contention_Infomation{Start_n_End;/*表示Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)開(kāi)始或結(jié)束的比特字段*/Selective_Contention_Backoff;/*表示以前沒(méi)有獲得過(guò)媒體占用的無(wú)線站在可以開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)前必須等待的時(shí)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)字段。只有獲得許可的數(shù)據(jù)流才允許競(jìng)爭(zhēng)帶寬預(yù)留。該字段以Selective_Contention_Information消息開(kāi)始廣播的時(shí)間到可以請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)第一個(gè)媒體占用的時(shí)間為單位來(lái)測(cè)量*/Duration of Selective Contention(選擇競(jìng)爭(zhēng)的持續(xù)時(shí)間);/*所選周期的持續(xù)時(shí)間*/}可以通過(guò)將消息格式(1)中的所有或部分Selective_Contention_Information參數(shù)附加在已有數(shù)據(jù)幀來(lái)實(shí)現(xiàn),已有數(shù)據(jù)幀包括諸如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999ANSI/IEEE Std 802.11,1999版-部分11無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和(PHY)規(guī)范中揭示的IEEE 802.11規(guī)范中描述的信標(biāo)幀的一部分。實(shí)現(xiàn)Selective Contention(選擇競(jìng)爭(zhēng))的另一種方法是將所有或部分Selective_Contention_Information消息的參數(shù)拼接成可以通過(guò)附加到IEEE802.11信標(biāo)幀來(lái)發(fā)送的信息元素的形式。這些具有Selective_Contention_Information消息的信標(biāo)幀被周期性地管理,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的媒體占用控制器廣播Selective_Contention_Information消息的信息元素。象Duration of SelectiveContention(選擇競(jìng)爭(zhēng)的持續(xù)時(shí)間)這樣的一些參數(shù)可以當(dāng)作通過(guò)SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)的Management Information Based(管理信息基礎(chǔ))值(MIB)被無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有站共享的變量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在(302)中收到消息后,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有站都處在待分配站競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)狀態(tài)(303)。如果有在以前的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)中贏得過(guò)無(wú)線媒體占用的,那么無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制內(nèi)的所有站應(yīng)該只發(fā)射數(shù)據(jù)(304)。MediumOccupancy(媒體占用)矢量中保存的值提供從數(shù)據(jù)流發(fā)射數(shù)據(jù)包的精確時(shí)間。M_O_Vec[n]表示發(fā)射時(shí)間,M_O_Dur[n]表示發(fā)射持續(xù)時(shí)間。這種情況下,該站決定停止待分配站競(jìng)爭(zhēng)活動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳輸,在過(guò)程(316),站可以選擇停止發(fā)射或發(fā)送NULL(空)數(shù)據(jù)包來(lái)表示站已經(jīng)放棄了在以前的Selective Contention(選擇競(jìng)爭(zhēng))周期中預(yù)留給站的MediumOccupancy(媒體占用)時(shí)間。
對(duì)于在該選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)參與獲得媒體占用的站,發(fā)射站必須觀察和保持被允許到由中央媒體占用控制器管理的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的指定數(shù)據(jù)流的發(fā)射抑制周期和媒體占用周期的m個(gè)實(shí)例的記錄。本實(shí)施例中描述的該記錄的示例是Transmission Record{M_O_Vec[n];/*從Selective_Contention_Information開(kāi)始到流n的媒體占用時(shí)間開(kāi)始測(cè)量到的媒體占用開(kāi)始時(shí)間*/M_O_Dur[n];/*媒體占用持續(xù)時(shí)間或結(jié)束時(shí)間*/S_Vec[m];/*實(shí)例m的發(fā)射抑制開(kāi)始時(shí)間*/S_Dur[m];/*實(shí)例m的發(fā)射抑制持續(xù)時(shí)間或結(jié)束時(shí)間*/}Stream Transmission(流發(fā)射)時(shí)間參數(shù)是指定數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包被調(diào)度競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體的時(shí)間。Transmission Silence(發(fā)射抑制)時(shí)間參數(shù)是該站不應(yīng)該競(jìng)爭(zhēng)傳輸媒體占用的時(shí)間。由S_Vec[n]和S_Dur[n]組成的Transmission Silence(發(fā)射抑制)矢量是由于競(jìng)爭(zhēng)或Medium OccupancyVector(媒體占用矢量)而僅由時(shí)間周期劃分的鄰近傳輸塊。MediumOccupancy Vector(媒體占用矢量)包括M_O_Vec[n]和M_O_Dur[n]。Transmission Silence(發(fā)射抑制)時(shí)間是在其它站發(fā)射的指定時(shí)間由不發(fā)射數(shù)據(jù)的站觀察到的時(shí)間。在IEEE 802.11中,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999ANSI/IEEE Std 802.11,1999版-部分11無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和(PHY)規(guī)范揭示的Duration/ID字段可以反映該值。
如果站在以前的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)成功地競(jìng)爭(zhēng)到媒體占用,那么可以在(304)中根據(jù)從站發(fā)射記錄采集的媒體占用來(lái)發(fā)射數(shù)據(jù)。在圖2中描述的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期時(shí)序關(guān)系的(403)中進(jìn)行由數(shù)字(304)標(biāo)注的HMSC狀態(tài)下的數(shù)據(jù)包的發(fā)射。根據(jù)Selective_Contention_Information的Selective_Contention_Backoff,所有站為Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)計(jì)算并保持SCB_Ptr(405)的拷貝,然后開(kāi)始為允許進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的流競(jìng)爭(zhēng)第一次的數(shù)據(jù)發(fā)射。如圖1中的HMSC中所示,MediumOccupancy(媒體占用)預(yù)留的競(jìng)爭(zhēng)可以從在由數(shù)字(305)標(biāo)注的狀態(tài)下的站開(kāi)始。希望被許可的流的數(shù)據(jù)包第一個(gè)發(fā)射的站如在(307)中一樣開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)Medium Occupancy(媒體占用)。
在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期(401)的Pre-Scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度的媒體占用)周期內(nèi)應(yīng)該允許重復(fù)在(404)所示的Medium OccupancyContention(媒體占用競(jìng)爭(zhēng))周期期間的競(jìng)爭(zhēng)和成功競(jìng)爭(zhēng)到無(wú)線媒體占用周期的數(shù)據(jù)發(fā)射。在由數(shù)字(404)標(biāo)注的周期中成功競(jìng)爭(zhēng)到媒體占用的站應(yīng)該是在Contention Access Rights Granted(競(jìng)爭(zhēng)訪問(wèn)權(quán)批準(zhǔn))狀態(tài)(308)并且可以在數(shù)字(311)和(313)標(biāo)注的過(guò)程中發(fā)送數(shù)據(jù)包。假設(shè)有n(其中n>1)個(gè)數(shù)據(jù)包從競(jìng)爭(zhēng)成功媒體占用周期發(fā)射,那么(311)標(biāo)注的過(guò)程被允許發(fā)送(n-1)個(gè)包,而過(guò)程(313)發(fā)送第n個(gè)包。在發(fā)送了(n-1)個(gè)數(shù)據(jù)包后,媒體占用周期的發(fā)射站可以選擇處在由數(shù)字(312)標(biāo)注的狀態(tài)。在(312)的狀態(tài)中,通過(guò)執(zhí)行(314)和(315)中的任務(wù),站可以特別請(qǐng)求在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期(401)相同的媒體占用時(shí)間量。在由數(shù)字(314)標(biāo)注的過(guò)程中,站可以為下一次發(fā)射選擇鞏固在MediumOccupancy Contention Peroid(媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期)(404)贏得許可的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包的發(fā)射。通過(guò)在最后發(fā)射的數(shù)據(jù)包中添加信息,過(guò)程(315)使必要的控制信息表示中央控制器需要無(wú)線占用。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Next_Transmission描述了(315)中發(fā)送的信息。Next Transmission{Repeat_Flag;/*向所有站和中央控制器表示下一個(gè)SelectiveContention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)應(yīng)該具有指定的Medium Occupancy(媒體占用)周期或釋放媒體占用周期的比特字段*/Stream Transmission Start;/*從Selective_Contention_Information發(fā)射開(kāi)始測(cè)量的時(shí)間*/Stream Transmission Duration or End time;/*單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)流發(fā)射的結(jié)束時(shí)間或從Selective_Contention_Information開(kāi)始測(cè)量到的時(shí)間*/};由無(wú)線中央控制器和所述無(wú)線中央控制器控制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線站在Update Transmission Silence Period(更新發(fā)射抑制周期)活動(dòng)狀態(tài)(309)期間必須由(310)標(biāo)注的過(guò)程保留在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)期間其它站的發(fā)射列表。在IEEE802.11中,該更新是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 8802-111999ANSI/IEEE Std 802.11,1999版-部分11無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和(PHY)規(guī)范更新中揭示的網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
如在過(guò)程(306)中所檢測(cè)到的,在檢測(cè)到Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)結(jié)束后,經(jīng)過(guò)中央定時(shí)器的超時(shí),或者經(jīng)過(guò)Selective_Contention_Information的Duration of Selective_Contention參數(shù)值通過(guò)站產(chǎn)生的超時(shí),必須停止無(wú)線媒體的競(jìng)爭(zhēng)。處在由數(shù)字(306)標(biāo)注的過(guò)程中的中央控制器根據(jù)Pre-Schedule Medium Occupancy Period(預(yù)調(diào)度的媒體占用周期)和Medium Occupancy Contention Period(媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期)中注冊(cè)的媒體占用執(zhí)行更新,為下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期產(chǎn)生新的Selective_Contention_Backoff參數(shù)。由新的Selective_Contention_Backoff參數(shù)組成的新廣播在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)的開(kāi)始向所有無(wú)線站廣播。
圖3顯示了在站和中央控制器更新發(fā)射抑制和指定流發(fā)射的詳細(xì)描述,中央控制器負(fù)責(zé)向下一個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)的Pre-Schedule Medium Occupancy Period控制的中央控制器的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的站廣播Selective_Contention_Information中的數(shù)據(jù)。這樣可以消除在形成下一個(gè)Selective Contention Period中Pre-Schedule Medium OccupancyPeriod一部分的Medium Occupancy Contention Period(媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期)(404)時(shí)浪費(fèi)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間。
圖3中的實(shí)現(xiàn)假設(shè)Transmission Silence(發(fā)射抑制)矢量和媒體占用根據(jù)交錯(cuò)的Transmission Silence(發(fā)射抑制)和媒體占用周期進(jìn)行更新。圖3中的更新過(guò)程可以在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)結(jié)束時(shí)開(kāi)始(501)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的中央控制器和站可以使用與圖3中相同的流程圖為后續(xù)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)產(chǎn)生Pre-ScheduleMedium Occupancy Period(預(yù)調(diào)度的媒體占用周期)內(nèi)的SelectiveContention Reservation Schedule(選擇競(jìng)爭(zhēng)預(yù)調(diào)度時(shí)間表)。站上的SelectiveContention Reservation Schedule(選擇競(jìng)爭(zhēng)預(yù)調(diào)度時(shí)間表)包括由Transmission Record(發(fā)射記錄)結(jié)構(gòu)的S_Vec[m]和S_Dur[m]參數(shù)組成的Silence Transmission(抑制發(fā)射)矢量和由Transmission Record(發(fā)射記錄)結(jié)構(gòu)的M_O_Vec[n]和M_O_Dur[n]參數(shù)組成的流n的Medium Occupancy(媒體占用)矢量。對(duì)于每個(gè)Selective Contention Reservation Schedule(選擇競(jìng)爭(zhēng)預(yù)調(diào)度時(shí)間表)的更新,由站和中央控制器保持的SilenceTransmission(抑制發(fā)射)矢量和Medium Occupancy(媒體占用)記錄的非零總數(shù)也更新。過(guò)程塊(503)確定最后一段的Transmission Silence(發(fā)射抑制)的最后一點(diǎn)和最靠近連續(xù)Transmission Silence(發(fā)射抑制)段的Medium Occupancy(媒體占用)矢量或下一個(gè)Medium Occupancy(媒體占用)矢量。
如果要更新的下一個(gè)矢量是Transmission Silence(發(fā)射抑制)段,那么如果前面的矢量是Medium Occupancy(媒體占用)矢量或TransmissionSilence(發(fā)射抑制)矢量,則根據(jù)狀態(tài)更新的Transmission Silence Fragment(發(fā)射抑制段)。如果當(dāng)前矢量是Medium Occupancy(媒體占用)矢量,那么選擇數(shù)字(504)表示的進(jìn)程路徑。根據(jù)(506)和(509)中的過(guò)程更新Medium Occupancy(媒體占用)矢量。
在當(dāng)前矢量是Transmission Silence Fragment(發(fā)射抑制段)的情況下,那么如果前面的矢量是Medium Occupancy(媒體占用)矢量,則根據(jù)(507)更新Transmission Silence Fragment(發(fā)射抑制段)。否則,如果前面的矢量是Silence Transmission(抑制發(fā)射)矢量,那么更新當(dāng)前矢量并且當(dāng)前矢量的持續(xù)時(shí)間如(508)所示添加到前面的Silence Transmission(抑制發(fā)射)矢量上。如過(guò)程(510)所示通過(guò)將其初始化為空將當(dāng)前矢量破壞掉。
圖4和5給出了3個(gè)站從流被允許進(jìn)入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間到刪除流的時(shí)間有選擇地競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用的例子。圖4和圖5中解釋的時(shí)序圖描述了站的流允許進(jìn)入到從網(wǎng)絡(luò)上刪除的時(shí)間。通過(guò)來(lái)自高層網(wǎng)絡(luò)資源的其它信令來(lái)執(zhí)行流的刪除和許可(607)。(607)中表示的時(shí)間線提供了數(shù)據(jù)流允許進(jìn)入和退出無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間。數(shù)字(608)表示的時(shí)序圖中顯示了由中央控制器執(zhí)行的Selective Contention Information(選擇競(jìng)爭(zhēng)信息)的調(diào)度廣播。時(shí)序圖中還顯示了競(jìng)爭(zhēng)和從Selective Contention Backoff(選擇競(jìng)爭(zhēng)退避)參數(shù)中攜帶的值獲得的指針(SCB_Ptr)的更新。
根據(jù)4個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)(613)、(614)、(615)和(616)中使用和表示的值更新Transmission Record(發(fā)射記錄)參數(shù)。在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)結(jié)束時(shí)執(zhí)行4個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)中說(shuō)明的更新。在該說(shuō)明中,由包括Selective_Contention_Information的兩個(gè)廣播幀限制SelectiveContention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)。
數(shù)字(609)標(biāo)注的時(shí)間線說(shuō)明了在Medium Occupancy ContentionPeriod(媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期)中的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用。時(shí)間線(608)中說(shuō)明的結(jié)果時(shí)序圖顯示了圖3中(501)表示的過(guò)程描述的發(fā)射抑制和媒體占用更新的預(yù)調(diào)度得出的Medium Occupancy(媒體占用)周期的壓縮時(shí)間。所有站和中央控制器必須強(qiáng)制執(zhí)行發(fā)射記錄的更新。站A(610)、站B(611)和站C(612)的時(shí)間線給出被允許的、預(yù)調(diào)度的和刪除的MediumOccupancy(媒體占用)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)例。在不同的Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期),它說(shuō)明了發(fā)射記錄的不同參數(shù)的實(shí)例。在該例子中,根據(jù)圖1中過(guò)程(316)的選項(xiàng)1由站A刪除Medium Occupancy(媒體占用)。
為了進(jìn)一步說(shuō)明的目的,時(shí)間線(608)顯示了如何通過(guò)讓站A在Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)早期批準(zhǔn)的Medium Occupancy(媒體占用)發(fā)出空包(604)來(lái)終止Medium Occupancy(媒體占用)。這樣可以在需要由(695)標(biāo)注的基本帶寬的站中產(chǎn)生媒體占用競(jìng)爭(zhēng)。由站A放棄的以前的媒體占用限制數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)射時(shí)間量。
為了更好地理解本發(fā)明,下面給出一些操作實(shí)例。
下述所有實(shí)例都基于圖6中所示的情形。圖6是包括一個(gè)中央控制器(可稱作接入點(diǎn)(AP))和三個(gè)可用站(A、B、C)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的示意圖。站A試圖向AP發(fā)送音頻數(shù)據(jù),而站B試圖向作為一種視頻顯示終端的站C發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。在利用象CSMA/CA(具有避免沖突的載波偵聽(tīng)多路接入)這樣的競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制的常規(guī)系統(tǒng)中,所有象站A和B這樣的發(fā)送者必須在每次發(fā)射前競(jìng)爭(zhēng)信道接入權(quán)。
圖7A是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)(10)的原理圖。接入點(diǎn)(10)具有控制器單元(12)、媒體記錄器單元(14)、接收機(jī)單元(16)、發(fā)射機(jī)單元(18)。媒體記錄器單元(14)記錄競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間,以及預(yù)調(diào)度的媒體占用時(shí)間的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。然后,為了在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流,站(20、30、40)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用。無(wú)線媒體占用是預(yù)調(diào)度的,根據(jù)預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)的預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用執(zhí)行發(fā)射。競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)先確定的媒體占用周期包含在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中??刂破鲉卧?12)為在預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始時(shí)間向前移動(dòng)該持續(xù)周期。發(fā)射機(jī)單元(18)向站發(fā)射包含競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期開(kāi)始時(shí)間信息的信標(biāo)信號(hào)。接收機(jī)單元(16)接收從站(20)發(fā)射的數(shù)據(jù)流。
圖7B是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的站(20)的示意圖。站(20)具有控制器單元(22)、媒體記錄器單元(24)、接收機(jī)單元(26)、發(fā)射機(jī)單元(28)。接收機(jī)單元(26)通過(guò)無(wú)線媒體接收包含從接入點(diǎn)(10)發(fā)射的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期信息的信標(biāo)信號(hào)。在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期中,站(20)為發(fā)射數(shù)據(jù)流而與其它站競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用。發(fā)射機(jī)單元(28)通過(guò)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流??刂破鲉卧?22)從信標(biāo)信號(hào)中提取競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期信息,并且監(jiān)視在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期開(kāi)始周期和結(jié)束周期之間每個(gè)監(jiān)視周期上的無(wú)線媒體占用狀態(tài),然后當(dāng)控制器單元(22)確認(rèn)無(wú)線媒體未被占用時(shí)指示發(fā)射機(jī)發(fā)射數(shù)據(jù)流。
圖8是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射的流程圖。發(fā)射方法包括(i)根據(jù)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,從站發(fā)射數(shù)據(jù)流(S01);(ii)站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,只在競(jìng)爭(zhēng)選擇周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功的站才發(fā)射數(shù)據(jù)流(S02);(iii)競(jìng)爭(zhēng)后從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)射數(shù)據(jù)流(S03);并且(iv)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留以便在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)發(fā)射(S04)。
圖9是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)無(wú)線媒體的另一種發(fā)射的流程圖。發(fā)射方法包括(i)向每個(gè)站發(fā)射包含有關(guān)競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期信息的信標(biāo)信號(hào)(S11);(ii)根據(jù)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,從站發(fā)射數(shù)據(jù)流(S12);(iii)站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,只在競(jìng)爭(zhēng)選擇周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功的站才發(fā)射數(shù)據(jù)流(S13);(iv)競(jìng)爭(zhēng)后從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)射數(shù)據(jù)流(S14);(v)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留以便在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)發(fā)射(S15);和(vi)將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期向后移動(dòng)該持續(xù)周期(S16)。
圖10A、10B和11顯示了具有數(shù)據(jù)優(yōu)先化的競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制的常規(guī)實(shí)例。在每個(gè)競(jìng)爭(zhēng)周期的開(kāi)始(701、702、703),不僅為了執(zhí)行時(shí)間同步還為了表示向所有站廣播與它們有關(guān)的信息,AP周期性地廣播被稱作“信標(biāo)幀”的幀。在接收到信標(biāo)幀后,所有發(fā)送者(站A和B)開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)信道接入權(quán)。
如圖10A和10B所示,站A在第一個(gè)周期執(zhí)行載波偵聽(tīng)(701)并且由于載波偵聽(tīng)顯示信道空閑(信道沒(méi)有人用),因此站A在載波偵聽(tīng)后立即執(zhí)行發(fā)射(706)。然后,站A在第一個(gè)周期(701)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功(705)。當(dāng)站A在第一個(gè)周期(701)內(nèi)結(jié)束它的發(fā)射(706)后,它必須在執(zhí)行下一次偵聽(tīng)前等待一個(gè)隨機(jī)周期?;旧?,一個(gè)站在執(zhí)行下一次載波偵聽(tīng)前必須等待的隨機(jī)時(shí)間周期被稱作“Random Backoff(隨機(jī)退避)時(shí)間”,而等待Random Backoff時(shí)間的操作被稱作“執(zhí)行(隨機(jī))退避”。在第一個(gè)周期(701)中的發(fā)射(706)后,站A執(zhí)行隨機(jī)退避,然后在第二個(gè)周期(702)再次執(zhí)行載波偵聽(tīng)。然而,載波偵聽(tīng)顯示信道忙(因?yàn)樾诺辣徽綛占用),所以站A必須在載波偵聽(tīng)后立即再次執(zhí)行隨機(jī)退避。然后站B在第二個(gè)周期(701)競(jìng)爭(zhēng)(708)成功。
每個(gè)發(fā)送站重復(fù)執(zhí)行上述所有操作。這種接入機(jī)制允許自動(dòng)共享信道并且降低隨著發(fā)送站增加而迅速增加的沖突可能性。
另外對(duì)于接入機(jī)制,還可以引入數(shù)據(jù)PRIORITIZATION優(yōu)先級(jí)為圖11所述的不同數(shù)據(jù)類型提供合適的QoS。例如,為了控制平均隨機(jī)退避時(shí)間AP可以為每種數(shù)據(jù)類型確定“最大退避時(shí)間”來(lái)滿足每種數(shù)據(jù)類型需要的不同的延遲限制條件。這里,“最大退避時(shí)間”表示限制隨機(jī)退避時(shí)間上限的最大值。例如,如果“最大退避時(shí)間”=0.1ms,那么它的意思是隨機(jī)退避時(shí)間必須是在0ms和0.1ms之間的隨機(jī)值。
假設(shè)數(shù)據(jù)類型分為三種,音頻、視頻和文本?;旧?,與其它數(shù)據(jù)類型相比音頻數(shù)據(jù)類型需要最嚴(yán)格的延遲限制條件(最短延遲限制),因此音頻的最大隨機(jī)退避時(shí)間應(yīng)該比視頻和文本類型的小。如果是視頻數(shù)據(jù)類型,視頻數(shù)據(jù)也需要嚴(yán)格的延遲限制條件,但是不象音頻類型那么嚴(yán)格,因此視頻的最大隨機(jī)退避時(shí)間應(yīng)該比音頻類型的大、比文本類型的小。根據(jù)上述考慮,通過(guò)象圖11所示在信標(biāo)幀中顯示一個(gè)“競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)表格”,AP可以為每種數(shù)據(jù)類型控制平均隨機(jī)退避時(shí)間??梢愿鶕?jù)加載條件、信道條件等調(diào)整表格內(nèi)部表示的參數(shù),為每種數(shù)據(jù)類型提供合適的QoS。在圖11的情況中,我們可以看到由于音頻數(shù)據(jù)的“最大退避時(shí)間”設(shè)置得比視頻數(shù)據(jù)的小,所有發(fā)送視頻數(shù)據(jù)的站A希望比站B有更多訪問(wèn)信道的機(jī)會(huì)。因此,由站A發(fā)射的視頻數(shù)據(jù)的平均包延遲可以比由站B發(fā)射的視頻數(shù)據(jù)的短。
然而,在高競(jìng)爭(zhēng)條件下,例如,當(dāng)加載量大或當(dāng)用戶量大時(shí),由于載波偵聽(tīng)顯示空閑的可能性非常低,因此很可能不能滿足站對(duì)所需的象延遲限制這樣的QoS條件,即使是有最高訪問(wèn)優(yōu)先級(jí)(最短的最大退避時(shí)間)的站A。換言之,這種發(fā)送者在發(fā)射前每次必須執(zhí)行競(jìng)爭(zhēng)(利用隨機(jī)退避的載波偵聽(tīng))的競(jìng)爭(zhēng)基本訪問(wèn)機(jī)制很難提供QoS保證。為了解決這個(gè)問(wèn)題,本發(fā)明提出了稱作“選擇競(jìng)爭(zhēng)”的接入機(jī)制。
圖12到19顯示了本發(fā)明的“選擇競(jìng)爭(zhēng)”接入機(jī)制的概念。
圖12A顯示了Selective Contention Backoff Pointer(選擇競(jìng)爭(zhēng)退避指針)的定義。為了執(zhí)行選擇競(jìng)爭(zhēng),引入了一種如圖12A中所示信標(biāo)幀顯示的被稱作“Selective_Contention_Backoff”的新信息。該信息還在同一張圖頂部所示的發(fā)射順序中被表示為SCB_Ptr(1)。
“選擇競(jìng)爭(zhēng)周期”(2)表示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的持續(xù)時(shí)間。該信息與圖10A中所示的競(jìng)爭(zhēng)周期的作用相同。
在初始化階段(第一個(gè)周期)(61),AP表示“Selective_Contention_Backoff”=0,其含義是整個(gè)Selective ContentionPeriod被認(rèn)為是“Contention Medium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”。在這種情況下,在信標(biāo)(65、68、72、75)后可以立即執(zhí)行如圖10A和10B所說(shuō)明的常規(guī)競(jìng)爭(zhēng)接入。
在這個(gè)第一個(gè)周期中,站A競(jìng)爭(zhēng)信道接入權(quán)并且占用信道2ms。然后,站A在“Contention Medium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”(61)中競(jìng)爭(zhēng)成功(66)。假設(shè)站A有更多數(shù)據(jù)要發(fā)射,那么AP為了讓站A在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期(第二個(gè)周期)重復(fù)它的發(fā)射,將站A登記為“預(yù)調(diào)度站”。根據(jù)登記,AP必須向所有站顯示在第二個(gè)周期的信標(biāo)之后2ms的周期是“Pre-Schedule Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(62),并且已經(jīng)預(yù)留給“預(yù)調(diào)度站”,在本例中是站A。如圖10B所示,通過(guò)在第二個(gè)周期的信標(biāo)中顯示“Selective_Contention_Backoff”=2ms,AP向所有站廣播這個(gè)信息。根據(jù)這個(gè)信息,只有站A不用任何競(jìng)爭(zhēng)就能獲得在第二個(gè)周期的“Pre-Schedule Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”內(nèi)2ms的信道接入權(quán)。在“Pre-Schedule Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(62)后,所有站都自動(dòng)將到下一個(gè)信標(biāo)(72)被發(fā)射之前的剩余時(shí)間識(shí)別為“Contention Medium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”(63)。
因此,沒(méi)有登記為“Pre-Schedule(預(yù)調(diào)度)站”的所有站在這個(gè)“Contention Medium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”(63)有競(jìng)爭(zhēng)接入信道的權(quán)利。
如圖12A和12B所示,我們可以看到在“Pre-Schedule MediumOccupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(62)結(jié)束之后的第二個(gè)周期中,站B開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)信道接入權(quán)(71)并且占用信道3ms。然后,站B在“ContentionMedium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”(63)競(jìng)爭(zhēng)成功(70)。假設(shè)站B有更多的數(shù)據(jù)要發(fā)射,那么AP也將站B登記為“預(yù)調(diào)度站”,允許站B在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期(第三個(gè)周期)重復(fù)它的發(fā)射。根據(jù)登記,AP必須向所有站顯示第三個(gè)周期的信標(biāo)(72)之后的5ms周期是“Pre-Schedule Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(64),它已經(jīng)預(yù)留給“預(yù)調(diào)度站”,在這里是站A和B。如圖12A所示,通過(guò)在第三個(gè)周期的信標(biāo)(72)中顯示“Selective_Contention_Backoff”=5ms,AP向所有站廣播該信息。因此,不用任何競(jìng)爭(zhēng),站A和站B在第三個(gè)周期的“Pre-Schedule Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(64)分別獲得了2ms和3ms的信道(73、74)接入權(quán)。
本發(fā)明的選擇競(jìng)爭(zhēng)允許曾經(jīng)在它第一次競(jìng)爭(zhēng)接入權(quán)時(shí)成功并且被AP登記為“預(yù)調(diào)度站”的任何站不用競(jìng)爭(zhēng)就能周期性地接入信道。很明顯,本發(fā)明可以徹底減少競(jìng)爭(zhēng)并且即使在加載量大或用戶量大時(shí)也能提供比常規(guī)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制更好的QoS保證。
下面,讓我們把焦點(diǎn)集中在本發(fā)明除Selective_Contention_Information以外引入的發(fā)射記錄上。下面根據(jù)圖13A、13B、13C和14的情況描述每個(gè)站必須保持各自發(fā)射記錄的原因,在圖13A中,站A和站B在第一個(gè)周期中競(jìng)爭(zhēng)信道接入權(quán)并且分別占用信道2ms和3ms。然后,在“SelectiveContention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)”(61)站A競(jìng)爭(zhēng)(82)成功,站B競(jìng)爭(zhēng)(84)成功。AP將站A和站B登記為“Pre-scheduled Station(預(yù)調(diào)度站)”并且在第二個(gè)周期的信標(biāo)(86)中顯示“Selective_Contention_Backoff”=5ms,為站A和B在信標(biāo)之后預(yù)留5ms的時(shí)間周期。在接到第二個(gè)周期的信標(biāo)(86)后,站A和B檢查它們自己在第一個(gè)周期(61)中觀察到的發(fā)射記錄。通過(guò)檢查前面Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期),每個(gè)“Pre-scheduled Station(預(yù)調(diào)度站)”能夠確認(rèn)它在當(dāng)前SelectiveContention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)的
1.發(fā)射順序和2.發(fā)射開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間。
如圖13A所示,站A可以確認(rèn)在第一個(gè)周期(61)它以第一個(gè)贏得了競(jìng)爭(zhēng),并且占用信道2ms。站A還可以確認(rèn)在它發(fā)射(83)后,信道被別人(在本例中是站B)占用了3ms。這樣,站A可以決定它在第二個(gè)周期必須還是第一個(gè)執(zhí)行發(fā)射。因此,站A在第二個(gè)周期的信標(biāo)(86)后不用競(jìng)爭(zhēng)就立即開(kāi)始它的發(fā)射(87)。
對(duì)于站B,它可以確認(rèn)在第一個(gè)周期(61)它第二個(gè)贏得了競(jìng)爭(zhēng),并且占用信道(85)3ms。站B還可以確認(rèn)在它發(fā)射(83)前,信道被別人(在本例中是站A)占用了2ms。這樣,站B可以決定在第二個(gè)周期中它必須等待2ms后第二個(gè)執(zhí)行發(fā)射。因此,站B在接到第二個(gè)周期的信標(biāo)(86)后等待2ms,然后不用競(jìng)爭(zhēng)就開(kāi)始它的發(fā)射(88)。站B占用信道3ms直到第二個(gè)周期的“Pre-scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”(62)結(jié)束。在每個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期重復(fù)執(zhí)行上述第二個(gè)周期中發(fā)生的操作。
圖13B中所示的發(fā)射記錄中的“Silence(抑制)”是其它站執(zhí)行它們的發(fā)射時(shí),為了不干擾其它站的發(fā)射,該站必須保持抑制(不發(fā)射任何內(nèi)容)的時(shí)間周期。在IEEE 802.11系統(tǒng)中,站通過(guò)觀察其它站發(fā)送的幀中顯示的Duration/ID字段可以決定它什么時(shí)候應(yīng)該抑制。如圖13B所示“Network Allocation Vector(NAV)(網(wǎng)絡(luò)分配矢量)字段”表示Duration/ID字段。該字段基本上在每個(gè)幀的幀頭部表示。
參考圖3到5詳細(xì)描述如何更新發(fā)射記錄參數(shù)。
很清楚,引入發(fā)射記錄可以幫助“Pre-scheduled Station(預(yù)調(diào)度站)”決定它的發(fā)射順序和開(kāi)始時(shí)間。然而,如果任何站在發(fā)射記錄上有錯(cuò)誤,那么站可能會(huì)按錯(cuò)的順序執(zhí)行發(fā)射,這樣會(huì)導(dǎo)致“Pre-scheduled MediumOccupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”內(nèi)的沖突。為了避免發(fā)生這個(gè)問(wèn)題,除了“發(fā)射記錄”外,還可以引入圖15A中所示的“Pre-scheduled StationAddress List(預(yù)調(diào)度站地址列表)”。
“Pre-scheduled Station Address List(預(yù)調(diào)度站地址列表)”在幀信標(biāo)中表示并且用來(lái)告訴所有站(1)當(dāng)前哪個(gè)站被登記為預(yù)調(diào)度的站?(2)每個(gè)預(yù)調(diào)度站的發(fā)射順序是什么?(3)在每個(gè)“Pre-scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度站地址列表)周期”內(nèi)一個(gè)預(yù)調(diào)度站可以占用信道多長(zhǎng)時(shí)間?在圖16中用“Pre-scheduled Station Address(預(yù)調(diào)度站地址)”表示(1),用Order(順序)表示(2),用“Stream Transmission Duration(流發(fā)射持續(xù)時(shí)間)”表示(3)。
AP在每個(gè)信標(biāo)幀內(nèi)顯示“Pre-scheduled Station Address List(預(yù)調(diào)度站地址列表)”并且在每個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)開(kāi)始時(shí)向所有站廣播。
圖17A、17B和18顯示了如何利用Next Transmission Information(下一個(gè)發(fā)射信息)。如上所說(shuō)明的,在“Medium Occupancy Contention Period(媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期)”中成功競(jìng)爭(zhēng)到信道占用的站將被允許在下一個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)的“Pre-scheduled MediumOccupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”內(nèi)不用競(jìng)爭(zhēng)就可以發(fā)射數(shù)據(jù)包。通過(guò)在當(dāng)前Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)發(fā)射的最后一個(gè)包顯示Next Transmission Information(下一個(gè)發(fā)射信息),站可以表示它要在下一個(gè)Selective Contention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)繼續(xù)發(fā)射還是暫停發(fā)射,并且釋放它的Pre-scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)時(shí)間。
在圖17A、17B和18中,為了在第二個(gè)周期繼續(xù)它的發(fā)射,站A在第一個(gè)周期發(fā)射的最后一個(gè)包的Next Transmission Information(下一個(gè)發(fā)射信息)字段指示“Repeat_Flag”=ON和“Stream_Transmission_Duration”=2ms。這樣,AP將站A登記為“Pre-scheduled Station(預(yù)調(diào)度站)”并且通過(guò)在第二個(gè)周期的信標(biāo)幀中指示“Selective_Contention_Backoff”=2ms預(yù)留2ms的時(shí)間周期。在接收到信標(biāo)后,站A在第二個(gè)周期不用競(jìng)爭(zhēng),通過(guò)繼續(xù)發(fā)射數(shù)據(jù)包占用信道2ms。這里,假設(shè)站A想在第三個(gè)周期繼續(xù)它的發(fā)射并且發(fā)射的持續(xù)時(shí)間為4ms。在這種情況下,為了在第三個(gè)周期繼續(xù)它的發(fā)射,站A在第二個(gè)周期發(fā)射的最后一個(gè)包的Next TransmissionInformation(下一個(gè)發(fā)射信息)字段再次指示“Repeat_Flag”=ON,而“Stream_Transmission_Duration”的值變?yōu)?ms。這樣,AP通過(guò)在第三個(gè)周期的信標(biāo)幀中指示“Selective_Contention_Backoff”=4ms預(yù)留4ms的時(shí)間周期。在接收到信標(biāo)后,站A在第三個(gè)周期不用競(jìng)爭(zhēng),通過(guò)繼續(xù)發(fā)射數(shù)據(jù)包占用信道4ms。這時(shí),假設(shè)站A想從下一個(gè)(第四個(gè)周期)SelectiveContention Period(選擇競(jìng)爭(zhēng)周期)停止發(fā)射。在這種情況下,為了釋放為它預(yù)留的4ms的預(yù)調(diào)度媒體占用時(shí)間,站A在第三個(gè)周期發(fā)射的最后一個(gè)包的Next Transmission Information(下一個(gè)發(fā)射信息)字段指示“Repeat_Flag”=OFF。這樣,AP在第四個(gè)周期的信標(biāo)幀中顯示“Selective_Contention_Backoff”=0ms。因此,在第四個(gè)周期時(shí),如圖17B所示,整個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期都被認(rèn)為是“Contention Medium Occupancy Period(競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期)”。
如圖19A和19B所示,預(yù)調(diào)度站還可以在它需要的時(shí)候通過(guò)向AP和所有站廣播“Null Frame(空幀)”這樣的幀來(lái)釋放它自己的預(yù)調(diào)度媒體占用時(shí)間。圖19A和19B顯示了利用Null Frame暫停預(yù)調(diào)度發(fā)射的例子。如圖19A和19B所示,作為“預(yù)調(diào)度站”的站A在第二個(gè)周期發(fā)送Null幀說(shuō)明它想暫停它在“Pre-scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”的發(fā)射。當(dāng)接收到Null Frame后,AP和其它預(yù)調(diào)度站意識(shí)到“Pre-scheduled Medium Occupancy(預(yù)調(diào)度媒體占用)周期”中的發(fā)射順序發(fā)生了變化,必須更新。在這種情況下,作為“預(yù)調(diào)度站”的站B確認(rèn)它自己的發(fā)射記錄并且發(fā)現(xiàn)作為第一個(gè)發(fā)射的“預(yù)調(diào)度站”的站A已經(jīng)暫停了它的“預(yù)調(diào)度發(fā)射”。因此,除了站A以外的所有預(yù)調(diào)度站都意識(shí)到它們必須提前一個(gè)位置執(zhí)行“Pre-scheduled Transmission(預(yù)調(diào)度發(fā)射)”。在這種情況下,以前第二個(gè)執(zhí)行“Pre-scheduled Transmission(預(yù)調(diào)度發(fā)射)”的站B意識(shí)到它的發(fā)射從第二位(2nd)變成了第一位(1st)。同時(shí),AP通過(guò)將“Selective_Contention_Backoff”的值從5ms更新為3ms并且在第三個(gè)周期的信標(biāo)中指示“Selective_Contention_Backoff”=3ms來(lái)釋放為站A預(yù)留的2ms的Pre-scheduled Medium Occupancy時(shí)間。
這樣,如圖19A和19B所示,在接到第三個(gè)周期的信標(biāo)后,站B立即開(kāi)始它的預(yù)調(diào)度發(fā)射。
為解決問(wèn)題,本發(fā)明提供了安裝網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使其變得具備QoS意識(shí)的系統(tǒng)進(jìn)程;拒絕允許會(huì)加重傳輸媒體負(fù)荷的流的裝置;為了減少所需的發(fā)射許可次數(shù)將數(shù)據(jù)單元的發(fā)射率整形成短脈沖群的裝置;產(chǎn)生發(fā)射許可服務(wù)于并發(fā)的多個(gè)發(fā)射隊(duì)列的裝置;在不違反QoS需求的方式下發(fā)射所有業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)單元的裝置;為受控的無(wú)線媒體占用時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生被稱作選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的限制周期的裝置;站和中央控制器根據(jù)業(yè)務(wù)流狀況在每個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中選出的時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體的系統(tǒng);通過(guò)在每個(gè)站保持發(fā)射記錄使站和中央控制器具有分布預(yù)調(diào)度發(fā)射的裝置;更新發(fā)射記錄的裝置;預(yù)留并刪除選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)的預(yù)調(diào)度媒體占用時(shí)間的裝置,利用競(jìng)爭(zhēng)基本無(wú)線媒體占用接入方法預(yù)留并刪除預(yù)調(diào)度媒體占用時(shí)間的系統(tǒng)。
本發(fā)明的操作利用本發(fā)明,在發(fā)射到一條發(fā)射隊(duì)列前,所有被協(xié)調(diào)要發(fā)射的業(yè)務(wù)流都被進(jìn)行速率控制和整形。發(fā)射隊(duì)列中所有業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)單元采取先進(jìn)先出方式。另一方面,對(duì)于沒(méi)有協(xié)調(diào)發(fā)射的業(yè)務(wù)流允許被控制并且在發(fā)射到它們各自類別的發(fā)射隊(duì)列前分類。只有當(dāng)某個(gè)隊(duì)列被批準(zhǔn)發(fā)射后,發(fā)射隊(duì)列中的數(shù)據(jù)單元才被允許發(fā)射。另外,發(fā)射隊(duì)列各自的TransmissionController(發(fā)射控制器)協(xié)調(diào)發(fā)射過(guò)程。
為了盡快適應(yīng)無(wú)線媒體的狀態(tài),應(yīng)該能夠在7層的OSI參考模型的盡可能低的層支持質(zhì)量服務(wù)(QoS)。圖20顯示了在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上促進(jìn)發(fā)射的QoS的系統(tǒng)過(guò)程。業(yè)務(wù)流一開(kāi)始需要根據(jù)它要被服務(wù)的方式分類,由數(shù)字101標(biāo)注。可以由中央?yún)f(xié)調(diào)實(shí)體協(xié)調(diào)或由自動(dòng)裝置確定數(shù)據(jù)傳輸初始化的時(shí)間。根據(jù)所選的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或設(shè)置,參數(shù)化的或優(yōu)先的QoS流可以由協(xié)調(diào)的傳輸或自動(dòng)傳輸來(lái)服務(wù)。
對(duì)于以協(xié)調(diào)方式服務(wù)的業(yè)務(wù)流,在被允許到發(fā)射隊(duì)列之前,對(duì)發(fā)射業(yè)務(wù)流逐個(gè)進(jìn)行速率控制(103)和整形(104)。因此,以先進(jìn)先出(FIFO)的方式發(fā)射數(shù)據(jù)單元,而不會(huì)引起對(duì)任何業(yè)務(wù)流的偏見(jiàn)。另外,當(dāng)發(fā)射被批準(zhǔn)后,不需要決定要發(fā)射的數(shù)據(jù)單元就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射許可是不能明確顯示任何業(yè)務(wù)流的專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí),這個(gè)過(guò)程特別有用。業(yè)務(wù)流整形器對(duì)被允許發(fā)送到相應(yīng)發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)單元的數(shù)量(以a)數(shù)量,或b)大小衡量)進(jìn)行整形。業(yè)務(wù)流整形(104)的第一個(gè)過(guò)程是確定每個(gè)發(fā)射隊(duì)列的服務(wù)間隔。為了給所有被允許的流獲得QoS需求,服務(wù)間隔被定義為發(fā)射隊(duì)列需要的連續(xù)專用發(fā)射許可之間的持續(xù)時(shí)間。為了計(jì)算服務(wù)間隔,首先確定在指定間隔I內(nèi)要從隊(duì)列發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的量S。然后考慮所有開(kāi)銷計(jì)算發(fā)射媒體完全發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)單元所需的時(shí)長(zhǎng)D。然后,計(jì)算發(fā)送所有在I期間要發(fā)射的數(shù)據(jù)單元所需的總時(shí)長(zhǎng),由T表示,其中T=S*D。利用上面的值T,計(jì)算所需發(fā)射許可的最小數(shù)P。最后,I除以P得到的值就是服務(wù)間隔。在確定了服務(wù)間隔之后,需要計(jì)算a)Service_Credit,b)Service_Negative_Credit和c)Service_Count。
Service_Credit被定義為在服務(wù)間隔內(nèi)允許進(jìn)發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)單元的平均量(用數(shù)量或大小衡量)。這是通過(guò)服務(wù)間隔乘以所有被允許業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)速率之和得到的乘積。Service_Negative_Credit被定義為在服務(wù)間隔內(nèi)被允許進(jìn)發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)單元的剩余量。它用來(lái)緩和突發(fā)的業(yè)務(wù)流,而不用引起額外的隊(duì)列延遲。第三個(gè)變量Service_Count是允許發(fā)射但是還沒(méi)有從流發(fā)射開(kāi)始進(jìn)行的業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)單元累計(jì)數(shù)或大小。任何數(shù)據(jù)單元在被發(fā)射到發(fā)射隊(duì)列前都初始化為零。在服務(wù)間隔的每個(gè)周期的開(kāi)始,Service_Credit被添加到變量的當(dāng)前值。每次發(fā)射后,從變量中減去一個(gè)單位。
在服務(wù)間隔的周期中,確定在當(dāng)前周期間隔期間允許進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)單元的數(shù)量N。如果在前一個(gè)周期間隔結(jié)束時(shí)Service_Count的值大于零,那么N等于Service_Count、Service_Credit和Service_Negative_Credit之和。否則,N只等于Service_Count、Service_Credit之和。然后該值用來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)單元發(fā)射到發(fā)射隊(duì)列。
最后,發(fā)射控制器(108)將發(fā)射許可轉(zhuǎn)換為用來(lái)控制數(shù)據(jù)發(fā)射的控制信號(hào)(107),還根據(jù)發(fā)射隊(duì)列狀態(tài)(106)產(chǎn)生必要的信號(hào)或控制幀來(lái)釋放剩余的發(fā)射許可。
對(duì)于自動(dòng)確定它們發(fā)射時(shí)間的業(yè)務(wù)流來(lái)說(shuō),每個(gè)流必須得到允許控制單元(112)的許可。允許控制單元確定流的許可是否需要比網(wǎng)絡(luò)中可用資源更多的資源并且根據(jù)這個(gè)計(jì)算,決定接受還是拒絕流。許可控制單元(112)需要兩個(gè)輸入,即a)業(yè)務(wù)流的估計(jì)數(shù)據(jù)率,和b)在允許流之前媒體中可用的帶寬。業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)率可以通過(guò)在業(yè)務(wù)流優(yōu)先器(114)的輸入終端監(jiān)視數(shù)據(jù)單元的數(shù)量和它們的大小來(lái)估計(jì)。站可以通過(guò)監(jiān)視它自己的發(fā)射和它的網(wǎng)絡(luò)分配適量(NAV)的設(shè)置來(lái)估計(jì)媒體可用的帶寬。另外,為了減少與同一傳輸網(wǎng)絡(luò)上其它流或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的流同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射許可,發(fā)射率形成短脈沖群的形式。對(duì)于由數(shù)字116標(biāo)注的業(yè)務(wù)流整形器,它具有與數(shù)字104標(biāo)注的業(yè)務(wù)流整形器所述相同的功能,只是在確定所需服務(wù)間隔的方法上有小改動(dòng)。服務(wù)間隔將被確定為可以維護(hù)各個(gè)發(fā)射隊(duì)列中所有流QoS需求的發(fā)射許可專用的間隔。當(dāng)給定一個(gè)發(fā)射許可后,首先獲得發(fā)射許可的持續(xù)時(shí)間E。然后計(jì)算可以在持續(xù)時(shí)間E發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的量F。服務(wù)間隔是F除以要發(fā)射到發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)單元的速率的結(jié)果。
發(fā)射控制器(118)控制發(fā)射隊(duì)列中包的發(fā)射并且產(chǎn)生必要信號(hào)向發(fā)射許可發(fā)生器請(qǐng)求發(fā)射許可。當(dāng)各個(gè)發(fā)射隊(duì)列都不空并且沒(méi)有產(chǎn)生掛起信號(hào)請(qǐng)求時(shí),為發(fā)射許可發(fā)生器產(chǎn)生Request_To_Transmit信號(hào)(120)。發(fā)射許可發(fā)生器邏輯可以由圖21所示的限定狀態(tài)機(jī)器的兩個(gè)階段和與每個(gè)發(fā)射隊(duì)列關(guān)聯(lián)的三個(gè)變量表示。第一個(gè)變量A表示在發(fā)射許可被批準(zhǔn)進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列之前發(fā)射媒體需要保持抑制的固定時(shí)隙的剩余數(shù)量。第二個(gè)變量W表示發(fā)射隊(duì)列有一個(gè)對(duì)發(fā)射許可的掛起請(qǐng)求。當(dāng)收到Request_To_Transmit信號(hào)(205)后,它被設(shè)置為真,當(dāng)產(chǎn)生Clear_To_Transmit信號(hào)(206)后,它被設(shè)置成假。在IDLE階段(201),在每個(gè)時(shí)隙間隔,如果A是非零,那么它按1遞減。另外,當(dāng)A為零并且W表示個(gè)別發(fā)射隊(duì)列有一個(gè)掛起Request_To_Transmit信號(hào)時(shí),產(chǎn)生Clear_To_Transmit信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到發(fā)射媒體忙時(shí),需要從IDLE階段轉(zhuǎn)移到BUSY階段。在BUSY階段(202),A遞減到停止。當(dāng)發(fā)射媒體空閑了預(yù)調(diào)度的持續(xù)時(shí)間后,執(zhí)行從BUSY到IDLE的階段轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換期間,重新計(jì)算A。這樣,只需要一個(gè)發(fā)射許可發(fā)生器服務(wù)一個(gè)以上的發(fā)射隊(duì)列。
可以從各方面看到本發(fā)明具有下列結(jié)構(gòu)。根據(jù)第一個(gè)方面,一種能夠使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備促進(jìn)QoS數(shù)據(jù)發(fā)送的系統(tǒng),其中協(xié)調(diào)由設(shè)備初始化發(fā)射的時(shí)序,該系統(tǒng)包括i)速率控制器,用于控制發(fā)射到發(fā)射隊(duì)列的業(yè)務(wù)流,使得不會(huì)過(guò)度使用專用帶寬和違反預(yù)先協(xié)商的發(fā)射速率。
ii)業(yè)務(wù)流整形器,用于形成進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列的所有業(yè)務(wù)流的發(fā)射速率,從而使用先進(jìn)先出方式而不會(huì)引起對(duì)任何流的偏向。
iii)發(fā)射控制器,用于產(chǎn)生所需的信號(hào)來(lái)控制發(fā)射隊(duì)列中包的發(fā)射并且釋放發(fā)射許可。
根據(jù)第二個(gè)方面,一種能夠使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備促進(jìn)QoS數(shù)據(jù)發(fā)送的系統(tǒng),其中由設(shè)備自動(dòng)確定由該初始化發(fā)射的時(shí)序,該系統(tǒng)包括i)許可控制器,用于批準(zhǔn)新初始化的業(yè)務(wù)流的發(fā)射許可,使得新流的許可不會(huì)使發(fā)射信道過(guò)載。
ii)發(fā)射控制器,用于產(chǎn)生所需的信號(hào)來(lái)請(qǐng)求發(fā)射許可并且控制發(fā)射隊(duì)列中的包的發(fā)射。
iii)發(fā)射許可發(fā)生器,為設(shè)備產(chǎn)生發(fā)射許可以便初始化發(fā)射。
根據(jù)第三個(gè)方面,一種通過(guò)組合發(fā)射隊(duì)列中要以協(xié)調(diào)方式發(fā)射的所有業(yè)務(wù)流的所有數(shù)據(jù)單元,以便當(dāng)發(fā)射許可被批準(zhǔn)后允許數(shù)據(jù)單元被及時(shí)地并按先進(jìn)先出方式發(fā)射來(lái)確保不引起偏向的方法,該方法包括下列步驟i)執(zhí)行速率控制以控制進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列的業(yè)務(wù)流的發(fā)射速率,使得它不違反預(yù)先協(xié)商的速率。
ii)執(zhí)行業(yè)務(wù)整形以形成進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列的業(yè)務(wù)流的所有發(fā)射速率,使得能夠用先進(jìn)先出的方式服務(wù)而不會(huì)對(duì)任何流產(chǎn)生不公平。
根據(jù)第四個(gè)方面,實(shí)現(xiàn)對(duì)上述第三個(gè)方面中的部分ii)的業(yè)務(wù)整形的方法,包括步驟i)確定操作的周期間隔。
ii)計(jì)算要在周期間隔的持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的平均數(shù)或大小,以便滿足業(yè)務(wù)流的QoS需求。
iii)計(jì)算被允許要在周期間隔的持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)射的額外數(shù)據(jù)單元的平均數(shù)或大小的變化,以便滿足不是在周期間隔范圍計(jì)算的固定比特率產(chǎn)生的業(yè)務(wù)流的QoS需求,。
iv)從流發(fā)射開(kāi)始計(jì)算已經(jīng)被允許、但還沒(méi)有發(fā)射的業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)單元的累加數(shù)或大小。通過(guò)在每個(gè)周期間隔的開(kāi)始加上在部分ii)計(jì)算的值,而在每個(gè)發(fā)射執(zhí)行時(shí)減去一個(gè)單位得到該值。
v)確定在當(dāng)前周期間隔期間被允許進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列的業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)單元的數(shù)量或大小。在每個(gè)周期間隔的開(kāi)始按下列規(guī)則確定該值,如果在前一個(gè)周期間隔結(jié)束時(shí)在部分(iv)得到的值不大于零,那么將在部分(ii)計(jì)算的值加到在步驟(iv)得到的值;否則,前一個(gè)周期間隔結(jié)束時(shí)將在部分(ii)和(iii)中計(jì)算的值加到在部分(iv)中得到的值。
根據(jù)第五個(gè)方面,當(dāng)給予發(fā)射隊(duì)列的發(fā)射許可具有固定時(shí)長(zhǎng)時(shí),確定第四個(gè)方面的部分(i)中的周期間隔的方法,包括步驟i)計(jì)算可以在固定時(shí)長(zhǎng)發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的數(shù)量或大小。
ii)計(jì)算用部分(i)計(jì)算出的數(shù)據(jù)單元的數(shù)量或大小填入發(fā)射隊(duì)列所需的時(shí)長(zhǎng)。
根據(jù)第六個(gè)方面,一種方法,僅用一個(gè)用于多個(gè)發(fā)射隊(duì)列的業(yè)務(wù)流許可發(fā)生器來(lái)實(shí)施作為兩階段有限階段機(jī)器的發(fā)生器過(guò)程,包括i)與發(fā)射隊(duì)列關(guān)聯(lián)的變量,指示發(fā)射媒體在發(fā)射許可被批準(zhǔn)進(jìn)入發(fā)射隊(duì)列之前需要保持抑制的固定時(shí)隙的剩余數(shù)量。
ii)與發(fā)射隊(duì)列關(guān)聯(lián)的變量,指示發(fā)射隊(duì)列有一個(gè)針對(duì)發(fā)射許可的待發(fā)請(qǐng)求。
iii)IDLE階段,如果在每個(gè)時(shí)隙間隔為非零,則在IDLE階段遞減部分(i)中的變量,而當(dāng)發(fā)射隊(duì)列有針對(duì)發(fā)射許可的待發(fā)請(qǐng)求并且部分(i)中的每個(gè)變量為零時(shí),批準(zhǔn)發(fā)射許可。當(dāng)不允許批準(zhǔn)發(fā)射許可時(shí),從IDLE階段轉(zhuǎn)換到BUSY階段。
iv)停止遞減每個(gè)時(shí)隙間隔的部分(i)中的變量的BUSY階段。當(dāng)發(fā)射媒體IDLE(空閑)了預(yù)先設(shè)置的持續(xù)時(shí)間時(shí),從BUSY階段轉(zhuǎn)換到IDLE階段。
根據(jù)第七個(gè)方面,一種減少無(wú)線媒體占用競(jìng)爭(zhēng)的方法,其中將無(wú)線站競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)射帶寬劃分成兩個(gè)不同的周期的無(wú)線媒體占用競(jìng)爭(zhēng),兩個(gè)不同周期是i)經(jīng)過(guò)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射和允許以前通過(guò)在無(wú)線媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功而獲得過(guò)媒體占用周期的無(wú)線站未經(jīng)過(guò)競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射的預(yù)調(diào)度媒體占用周期;和ii)無(wú)線站可以競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用的媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期。
根據(jù)第八個(gè)方面,在第七個(gè)方面中,通過(guò)允許無(wú)線站執(zhí)行選擇競(jìng)爭(zhēng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的中央控制器通過(guò)廣播具有下列參數(shù)的數(shù)據(jù)消息來(lái)限制選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的方法,這些參數(shù)是i)指示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期開(kāi)始和結(jié)束的比特字段;ii)指示無(wú)線站可以開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)并且為當(dāng)前和下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期預(yù)留媒體占用周期的時(shí)間的數(shù)值表達(dá);和iii)指示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期持續(xù)時(shí)間的數(shù)值表達(dá)。
根據(jù)第九個(gè)方面,為所有站產(chǎn)生選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的方法,如同第七個(gè)方面,其中由接收到指示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期開(kāi)始的信號(hào)或消息的中央控制器控制或協(xié)調(diào)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),并且從由下列內(nèi)容組成的消息獲得下列預(yù)存儲(chǔ)的數(shù)值表達(dá)i)指示無(wú)線站可以開(kāi)始競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)間和為當(dāng)前和下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期預(yù)留媒體占用周期的時(shí)間的表達(dá);和ii)指示選擇競(jìng)爭(zhēng)周期持續(xù)時(shí)間的表達(dá)。
根據(jù)第十個(gè)方面,利用指示第七個(gè)方面中描述過(guò)的限制周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間的數(shù)值表達(dá)計(jì)數(shù)器或指針在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)基于信號(hào)競(jìng)爭(zhēng)的媒體占用預(yù)留,以控制媒體占用預(yù)留的競(jìng)爭(zhēng)的方法。
根據(jù)第十一個(gè)方面,通過(guò)具有時(shí)間限制周期的發(fā)射記錄,并通過(guò)基于成功競(jìng)爭(zhēng)的預(yù)留屬于其它站的無(wú)線媒體占用所占用的周期內(nèi)防止無(wú)線媒體競(jìng)爭(zhēng)的方法,其中發(fā)射記錄由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)每個(gè)站管理,該發(fā)射記錄包括i)主無(wú)線站的所有數(shù)據(jù)流的媒體占用開(kāi)始時(shí)間;ii)主無(wú)線站的所有對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)流的媒體持續(xù)時(shí)間;
iii)主無(wú)線站觀察到的其它無(wú)線站的無(wú)線媒體占用連續(xù)周期的開(kāi)始時(shí)間;和iv)主無(wú)線站觀察到的其它無(wú)線站的無(wú)線媒體占用連續(xù)周期的持續(xù)時(shí)間。
根據(jù)第十二個(gè)方面,一種由發(fā)射站利用競(jìng)爭(zhēng)裝置通過(guò)象第十一個(gè)方面一樣允許以分布方式更新發(fā)射記錄來(lái)產(chǎn)生媒體占用,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中預(yù)留帶寬的系統(tǒng),媒體占用包括要由主站發(fā)射的數(shù)據(jù)流的媒體占用周期和由于媒體占用周期被分配給其它站而由主站觀察到的發(fā)射抑制周期。
根據(jù)第十三個(gè)方面,通過(guò)釋放競(jìng)爭(zhēng)帶寬減小由于在媒體占用競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用預(yù)留而浪費(fèi)的帶寬的方法,包括下列步驟i)添加只由競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間分割的發(fā)射抑制周期的新塊,以形成更大的發(fā)射抑制周期;和ii)清除發(fā)射抑制周期或另一個(gè)Medium Occupancy Period(媒體占用周期)之間的Medium Occupancy Period(媒體占用周期)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間。
根據(jù)第十四個(gè)方面,通過(guò)在當(dāng)前媒體占用周期中最后一個(gè)數(shù)據(jù)包中發(fā)送媒體占用預(yù)留參數(shù),而不是在后續(xù)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期發(fā)射帶寬預(yù)留來(lái)為下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期預(yù)留媒體占用周期的方法,其中帶寬預(yù)留參數(shù)包括i)指示如在下一個(gè)限制周期中要被刪除或添加的下面部分(ii)和(iii)中指定的無(wú)線媒體占用時(shí)間預(yù)留的重復(fù)標(biāo)志;ii)指示參考限制周期的開(kāi)始測(cè)量到的發(fā)射開(kāi)始時(shí)間的時(shí)間;和iii)如上述部分(ii)中標(biāo)注媒體占用時(shí)間的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的表達(dá)。
根據(jù)第十五個(gè)方面,利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中站發(fā)射記錄的更新,通過(guò)在預(yù)調(diào)度媒體占用周期中不發(fā)射并且允許其它無(wú)線站競(jìng)爭(zhēng)發(fā)射來(lái)刪除在預(yù)調(diào)度媒體占用周期中預(yù)留的媒體占用時(shí)間的方法。
根據(jù)第十六個(gè)方面,通過(guò)向其它站發(fā)射空包信號(hào)以便在預(yù)調(diào)度媒體占用時(shí)間內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)媒體占用來(lái)刪除預(yù)調(diào)度媒體占用周期中預(yù)留的媒體占用的方法。
根據(jù)第十七個(gè)方面,通過(guò)從釋放媒體占用的站接收到的空包更新每個(gè)站發(fā)射記錄來(lái)允許無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的其它站競(jìng)爭(zhēng)該站所釋放的媒體占用時(shí)間的系統(tǒng)。
根據(jù)第十八個(gè)方面,為了減少與同一網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射未經(jīng)協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)的其它流或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的流發(fā)生沖突,使數(shù)據(jù)單元以短脈沖群形成發(fā)射的方法,包括以下步驟i)為發(fā)射到發(fā)射隊(duì)列的數(shù)據(jù)執(zhí)行業(yè)務(wù)整形;以及ii)請(qǐng)求發(fā)射控制器(Transmission Controller)產(chǎn)生請(qǐng)求發(fā)射許可的信號(hào)。
根據(jù)第十九個(gè)方面,為第二個(gè)方面中的部分iii或第十八個(gè)方面中的部分ii的發(fā)射控制器確定時(shí)間,以產(chǎn)生請(qǐng)求不太可能與其它發(fā)射沖突的發(fā)射許可的信號(hào)的方法,包括監(jiān)視發(fā)射隊(duì)列的狀態(tài),使得在接收到具有產(chǎn)生信號(hào)的延遲不會(huì)浪費(fèi)任何要到期數(shù)據(jù)單元的生命期這個(gè)條件的發(fā)射許可后,只有當(dāng)要發(fā)射的數(shù)據(jù)單元足夠多時(shí)才產(chǎn)生請(qǐng)求發(fā)射許可的信號(hào)。
根據(jù)第二十個(gè)方面,站利用分布和自規(guī)范控制狀態(tài),競(jìng)爭(zhēng)第七個(gè)方面所述的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期限制內(nèi)的媒體占用周期的方法,其中控制狀態(tài)包括i)中央控制器發(fā)送包括第八個(gè)方面中所述參數(shù)的消息并且其它站等待成功接收所述消息的Selective Contention(選擇競(jìng)爭(zhēng))周期的開(kāi)始狀態(tài);ii)以前在前面的選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)成功的站被允許根據(jù)如第十一個(gè)方面中的發(fā)射記錄在指定時(shí)間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用時(shí)間的Pre-AllottedStation Contention(預(yù)先分配站競(jìng)爭(zhēng))狀態(tài);iii)Contention Reservation(競(jìng)爭(zhēng)預(yù)留)狀態(tài)是站能夠競(jìng)爭(zhēng)并預(yù)留當(dāng)前和下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)的媒體占用的狀態(tài)。參與選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的站也更新在這個(gè)狀態(tài)下由其它站競(jìng)爭(zhēng)成功的媒體占用時(shí)間周期的媒體占用時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)調(diào)度表;iv)競(jìng)爭(zhēng)成功的站處在要發(fā)射數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包的競(jìng)爭(zhēng)接入權(quán)被批準(zhǔn)的狀態(tài);v)如果所述發(fā)射站選擇在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)預(yù)留媒體占用,那么在上述部分(iv)中所述的狀態(tài)下,可以通過(guò)Advance ContentionAvoidance Active(提前競(jìng)爭(zhēng)避免啟動(dòng))狀態(tài)阻止這些站;和vi)在上述部分(iv)成功競(jìng)爭(zhēng)到媒體占用時(shí)間的數(shù)據(jù)包發(fā)射后,在Update Transmission Silence Period Active(更新發(fā)射抑制周期啟動(dòng)狀態(tài))更新站的發(fā)射記錄。
雖然結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例及其參考附圖描述了本發(fā)明,但是很明顯,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做出各種改變和修改??梢岳斫?,這些變化和修改在所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明范圍內(nèi),除非它們脫離了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流的方法,在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基于競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行媒體接入,所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與所述站通信的接入點(diǎn),該方法包括(i)在站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,使得站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期發(fā)射數(shù)據(jù)流;(ii)在競(jìng)爭(zhēng)后,從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)射數(shù)據(jù)流。其中選擇競(jìng)爭(zhēng)周期被分為如下兩個(gè)不同的周期(a)站競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,使得站發(fā)射數(shù)據(jù)流的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期;和(b)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留的預(yù)調(diào)度媒體占用周期。
2.一種經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流的方法,在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基于競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行媒體接入,所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與所述站通信的接入點(diǎn),該方法包括(i)根據(jù)為站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)從站發(fā)射數(shù)據(jù)流;(ii)站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,使競(jìng)爭(zhēng)成功的站只在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流;(iii)在競(jìng)爭(zhēng)后,從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)送數(shù)據(jù)流;和(iv)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留,以便在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占有周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中接入點(diǎn)向每個(gè)站發(fā)射信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,從而在這些站之間執(zhí)行選擇競(jìng)爭(zhēng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期內(nèi)依次提供信標(biāo)信號(hào)、預(yù)調(diào)度媒體占用周期、和競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的方法,當(dāng)站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí),在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期從選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項(xiàng)所述的方法,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期中第一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)成功,接下來(lái)的第二個(gè)站在第一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)后第二個(gè)競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí),則在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為第一個(gè)站預(yù)調(diào)度具有第一持續(xù)周期的第一媒體占用預(yù)留,接著在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)的第一媒體占用預(yù)留后為第二個(gè)站預(yù)調(diào)度具有第二持續(xù)周期的第二媒體占用預(yù)留;然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期從選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移第一持續(xù)周期和第二持續(xù)周期的總和。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中在第一個(gè)和第二個(gè)站中記錄根據(jù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,從第一個(gè)和第二個(gè)站發(fā)射的開(kāi)始周期和持續(xù)周期。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中的任何一項(xiàng)所述的方法,其中站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中監(jiān)視無(wú)線媒體占用的狀態(tài),并且記錄該狀態(tài),然后根據(jù)所記錄的無(wú)線媒體占用的狀態(tài)確定發(fā)射時(shí)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任何一項(xiàng)所述的方法,當(dāng)接入點(diǎn)在根據(jù)為該站預(yù)調(diào)度的具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留的發(fā)射時(shí)間接收到空包時(shí),取消預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始時(shí)間后移該持續(xù)周期。
10.根據(jù)權(quán)利要求3到9中的任何一項(xiàng)所述的方法,其中信標(biāo)信號(hào)還包括下列有關(guān)信息(i)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的開(kāi)始周期和結(jié)束周期,所述選擇競(jìng)爭(zhēng)周期具有競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)調(diào)度的媒體占用周期;和(ii)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的持續(xù)周期。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中信標(biāo)信號(hào)還包括有關(guān)在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留的開(kāi)始周期和持續(xù)周期的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任何一項(xiàng)所述的方法,其中該站發(fā)射具有最后一個(gè)包的數(shù)據(jù)流,所述最后一個(gè)包包括用于無(wú)線媒體占用預(yù)留的預(yù)留參數(shù),該參數(shù)具有在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)的持續(xù)時(shí)間,接入點(diǎn)接收最后一個(gè)包中包括的預(yù)調(diào)度參數(shù),在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)為該站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后,將競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期向前移動(dòng)該持續(xù)周期。
13.一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),包括多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與站通信的接入點(diǎn),接入點(diǎn)包括記錄下列內(nèi)容的媒體記錄器單元(i)站為發(fā)送數(shù)據(jù)流而競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間,其中競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;和(ii)預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用的預(yù)調(diào)度媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束周期,根據(jù)預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用來(lái)執(zhí)行發(fā)射,其中預(yù)調(diào)度的媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;控制器單元,用于為競(jìng)爭(zhēng)成功的站在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,并且將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期;發(fā)射機(jī)單元,用于向該站發(fā)射信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息;和接收機(jī)單元,用于接收從該站發(fā)射的數(shù)據(jù),至少一個(gè)站包括接收機(jī)單元,用于包括從接入點(diǎn)經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射的信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息;發(fā)射機(jī)單元,用于通過(guò)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流;媒體記錄器單元,用于記錄發(fā)射記錄;和控制器單元,用于從信標(biāo)信號(hào)中提取競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,并且在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期和結(jié)束周期間的每個(gè)監(jiān)視周期監(jiān)視無(wú)線媒體占用的狀態(tài),然后,當(dāng)控制器單元確認(rèn)無(wú)線媒體沒(méi)有被占用時(shí)指令發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流。
14.一種通過(guò)無(wú)線媒體與多個(gè)站通信的接入點(diǎn),該接入點(diǎn)包括媒體記錄器單元,它記錄(i)站為發(fā)送數(shù)據(jù)流而競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束周期,其中競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;和(ii)預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用的預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用周期的開(kāi)始和結(jié)束周期,根據(jù)預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用來(lái)執(zhí)行發(fā)射,其中預(yù)調(diào)度的媒體占用周期包括在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期中;控制器單元,用于為競(jìng)爭(zhēng)成功的站在預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)預(yù)調(diào)度具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留,并且將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期前移該持續(xù)周期;發(fā)射機(jī)單元,用于向站發(fā)射信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息;和接收機(jī)單元,用于接收從該站發(fā)射的數(shù)據(jù)流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接入點(diǎn),當(dāng)接收機(jī)單元根據(jù)為該站預(yù)調(diào)度的具有持續(xù)周期的預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,接收到在發(fā)射時(shí)間發(fā)射的空包時(shí),取消預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,然后將下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期向后移該持續(xù)周期。
16.一種通過(guò)無(wú)線媒體與接入點(diǎn)通信的站,該站包括接收機(jī)單元,用于接收包括信標(biāo)信號(hào),所述信標(biāo)信號(hào)包括從接入點(diǎn)經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,其中在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期,該站為了發(fā)射數(shù)據(jù)流而與其它站競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用;發(fā)射機(jī)單元,用于通過(guò)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流;媒體記錄器單元,用于記錄發(fā)射記錄的;和控制器單元,從信標(biāo)信號(hào)中提取競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,并且在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期和結(jié)束周期間的每個(gè)監(jiān)視周期監(jiān)視無(wú)線媒體占用的狀態(tài),然后,當(dāng)控制器單元確認(rèn)無(wú)線媒體沒(méi)有被占用時(shí)指令發(fā)射機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的站,當(dāng)該站在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期競(jìng)爭(zhēng)成功,并且為競(jìng)爭(zhēng)成功的站獲得具有持續(xù)周期的無(wú)線媒體占用預(yù)留時(shí),該站則提取下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期的信息,并且在競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期的開(kāi)始周期之前的持續(xù)周期的時(shí)間開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)流。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的站,其中媒體記錄器單元記錄包括選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期和預(yù)調(diào)度的媒體占用周期二者中的無(wú)線媒體占用狀態(tài)的媒體記錄,和其中控制器單元根據(jù)發(fā)射記錄計(jì)算預(yù)調(diào)度的媒體占用周期中該站發(fā)射數(shù)據(jù)流的發(fā)射時(shí)間。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的站,當(dāng)在下一個(gè)預(yù)調(diào)度的媒體占用周期中分別預(yù)調(diào)度第一和第二個(gè)站,并且第一個(gè)站的發(fā)射機(jī)單元為釋放它自己預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用而向所有站發(fā)送作為一種廣播包的空包,并且第二個(gè)站的接收機(jī)單元從第一個(gè)站收到該空包時(shí),第二個(gè)站的控制器單元實(shí)現(xiàn)取消為第一個(gè)站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,并且利用第二個(gè)站的媒體記錄器單元記錄的媒體記錄重新安排下一個(gè)預(yù)調(diào)度的媒體占用周期內(nèi)第二個(gè)站的發(fā)射順序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種經(jīng)無(wú)線媒體發(fā)射數(shù)據(jù)流的方法,在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基于競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行媒體接入,所述無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有多個(gè)站和通過(guò)無(wú)線媒體與所述站通信的接入點(diǎn),該方法包括(i)根據(jù)為站預(yù)調(diào)度的無(wú)線媒體占用預(yù)留,在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占用周期內(nèi)從站發(fā)射數(shù)據(jù)流;(ii)站之間競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線媒體占用,使競(jìng)爭(zhēng)成功的站只在選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的競(jìng)爭(zhēng)媒體占用周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流;(iii)在競(jìng)爭(zhēng)后,從競(jìng)爭(zhēng)成功的站發(fā)送數(shù)據(jù)流;和(iv)為競(jìng)爭(zhēng)成功的站預(yù)調(diào)度無(wú)線媒體占用預(yù)留,以便在下一個(gè)選擇競(jìng)爭(zhēng)周期的預(yù)調(diào)度媒體占有周期內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)流。
文檔編號(hào)H04L12/413GK1759577SQ200480006690
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者原田泰男, 安道和弘, 差林蓬·阿披乍林翁塞, 陳必耀, 林威立, 拉霍爾·馬利克 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社