專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封包傳送方法，且特別涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法。
背景技術(shù)：
近年來，無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Wireless Network)如無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)，無線城域網(wǎng)絡(luò)(WMAN)相繼發(fā)展起來，網(wǎng)絡(luò)的組建也陸續(xù)的完成并提供服務(wù)，其中封包語音及封包視頻(PacketVoice/Video)被視作是無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上最重要的應(yīng)用服務(wù)項目之一。然而，在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上提供即時通信服務(wù)(Real-timeCommunication Services)卻面臨多個挑戰(zhàn)，例如無線手持裝置多半使用電池供電，耗電(Power Consumption)問題需要克服；另外即時通信系統(tǒng)的視頻與音頻數(shù)據(jù)多半為定時產(chǎn)生且較小的封包，對于無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的帶寬利用將會造成相當(dāng)程度的影響。
反觀無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計多半以傳遞數(shù)據(jù)封包(Data Packet)為主，并未針對即時通信封包(Real-Time Packet)的傳遞進(jìn)行最佳化的改進(jìn)。即時通信封包的特性未能完全利用在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計上，例如即時通信多半可以容忍若干程度的封包丟失，利用額外帶寬來達(dá)到可靠性的傳輸將不是傳送語音封包時的最重要考慮。因此，若能提高網(wǎng)絡(luò)帶寬使用容量以及改善手持裝置的耗電，將有助于發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的即時通信服務(wù)。
標(biāo)準(zhǔn)802.11的運(yùn)行流程如圖1所示，移動通信裝置(MobileStation，MS)在傳送封包時，如果無線媒介有其它移動通信裝置正在使用，則移動通信裝置會等待直到無線媒介無人使用，然后再等待一個分布式協(xié)作幀間空間(DCF Interframe Space，DIFS)，開始倒數(shù)競爭窗口(Contention Window，CW)。當(dāng)競爭窗口倒數(shù)至0之后便開始傳送，如要求傳送(RTS)、確定傳送(CTS)等控制封包，或數(shù)據(jù)(Data)及分割(Fragmentation)封包(如Frg#1與Frg#2)。在接收端接收到正確封包之后，會在經(jīng)過一個短幀間空間(ShortInterframe Space，SIFS)之后發(fā)送響應(yīng)(ACK)封包給發(fā)送端。
請參照圖2，其為一種使用即時通信服務(wù)于無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，在無線網(wǎng)絡(luò)端，一個或多個無線網(wǎng)絡(luò)裝置202、204通過無線網(wǎng)絡(luò)存取器(Access Point)210與有線網(wǎng)絡(luò)端相連以存取因特網(wǎng)(Internet)230。以上行即時通信封包(uplink real-time frame)為例，封包首先通過無線網(wǎng)絡(luò)存取器210送至同一局域網(wǎng)的路由器(Router)220，接著路由器220便將此封包通過因特網(wǎng)230送至另一端與其進(jìn)行即時通信服務(wù)的節(jié)點(correspondent node)240。而以下行即時通信封包(downlink real-time frame)而言，封包首先通過因特網(wǎng)230送至路由器220，接著路由器220將此封包通過無線網(wǎng)絡(luò)存取器210送至無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204。
而以目前的技術(shù)來看，在要使用無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境傳遞即時通信封包時，最簡單的作法是永遠(yuǎn)啟動網(wǎng)絡(luò)卡，使其永遠(yuǎn)可以收送封包。但是這樣的設(shè)計將使得網(wǎng)絡(luò)卡即使在不傳遞封包時，仍然需要消耗電力。一種改善耗電的作法是將無線網(wǎng)絡(luò)啟動在睡眠狀態(tài)，當(dāng)有封包需要傳送時，再喚醒無線網(wǎng)絡(luò)裝置加以傳送，這種方法一般稱為PS-Poll傳送機(jī)制。請參照圖3，其為以PS-Poll機(jī)制在無線網(wǎng)絡(luò)中傳遞即時封包的封包時序圖及相應(yīng)的能量消耗示意圖。如圖3所示，無線網(wǎng)絡(luò)裝置(STA)在進(jìn)行相關(guān)連線注冊動作后，便可進(jìn)行上行與下行即時通信封包的傳輸。在上行即時通信封包(UL Voice)送出后，無線網(wǎng)絡(luò)裝置由于需判斷該封包是否該重送，因此需繼續(xù)等待無線網(wǎng)絡(luò)存取器(AP)的響應(yīng)封包(ACK)。此外，由于無線網(wǎng)絡(luò)裝置處于省電模式下，對于下行即時通信封包(DL Voice)需通過PS-Poll將存放于無線網(wǎng)絡(luò)存取器緩沖區(qū)的封包取回。同樣的，為使無線網(wǎng)絡(luò)存取器判斷該封包是否該重送，無線網(wǎng)絡(luò)裝置尚須送出響應(yīng)封包至無線網(wǎng)絡(luò)存取器以使其確認(rèn)此封包正確被收到。據(jù)此，為使即時通信封包達(dá)到可靠性傳輸，將需要多耗費(fèi)兩個短幀間空間(SIFS)與兩個響應(yīng)封包，因此將使得耗電與網(wǎng)絡(luò)帶寬使用容量上的提升均受到限制。
若以802.11e所定義的非排序自動省電傳輸機(jī)制(Unscheduled-Automatic Power Saving Delivery，U-APSD)來傳遞即時通信封包，則可以更進(jìn)一步改善PS-Poll傳送機(jī)制的耗電。請參照圖4，其為以U-APSD機(jī)制在無線網(wǎng)絡(luò)中傳遞即時封包的封包時序圖及相應(yīng)的能量消耗示意圖。與圖3相比，圖4所示的機(jī)制少了一個PS-Poll的封包，其余部分與圖3類似，在此不予詳述。
為達(dá)更佳的省電效果，除了上述的省電傳輸機(jī)制之外，目前已更進(jìn)一步發(fā)展出許多相關(guān)的媒體控制技術(shù)。其中，或有減少移動通信裝置與無線網(wǎng)絡(luò)存取器(Access Point，AP)的同步信號及間隔者；或有降低隱藏移動通信裝置的問題，減少干擾及碰撞，降低重送封包的機(jī)率者；或有觀測目前無線媒介的傳送狀態(tài)，降低多余的送收動作者；或有通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計或預(yù)測來預(yù)知下次封包送收的時間點者；或有分析封包長時間(Long Term)或短時間(Short Term)的傳送行為，來控制送收以避免多余的耗電者；或有修改標(biāo)準(zhǔn)的載波檢測多重存取及碰撞避免(CSMA/CA)的傳送機(jī)制者；或有降低在傳送分割封包中的控制封包者；或有增加保護(hù)機(jī)制，減少長封包在傳送過程中發(fā)生碰撞的機(jī)率者；或有增加或修改反饋信息(Feedback Message)，幫助調(diào)整發(fā)射功率者；或有減少重送封包數(shù)據(jù)單元或是響應(yīng)封包者。此外，尚有許多其它的省電技術(shù)，如減少在休眠模式的檢測、減少在接收短控制封包的系統(tǒng)耗電、與服務(wù)質(zhì)量(QoS)相關(guān)的省電機(jī)制、使用時分多址存取(Time Division Multiple Access，TDMA)、使用封包預(yù)留多址存取(Packet Reservation Multiple Access)、以及減少網(wǎng)絡(luò)的控制信息(Control Message)的傳送等。
然而，前述種種省電機(jī)制有許多會修改到802.11的傳送機(jī)制，而與標(biāo)準(zhǔn)不兼容；有些受限于檢測或是評估的結(jié)果而有不同的省電效果；有些則為了省某一部分的耗電而造成其它部分的耗電；有些則為達(dá)省電效果而造成其它影響，如傳送效能(Throughput)降低、或斷線。
換言之，目前對于省電方面所進(jìn)行的各項努力，都有其缺陷所在。尤其部分的省電機(jī)制會因為與標(biāo)準(zhǔn)不兼容而造成使用上的不便。因此，現(xiàn)有的技術(shù)并無法有效的解決即時通信上所遭遇到的問題。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述，本發(fā)明的目的就是在提供一種無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，此種封包傳送方法通過802.11標(biāo)準(zhǔn)定義的多播機(jī)制來傳送即時性通信服務(wù)的封包，在兼容性上，是與標(biāo)準(zhǔn)兼容，同時并不會受限于評估或檢測的準(zhǔn)確性而影響，也不會以增加其它部分耗電的方式來達(dá)到省電效果，更不會造成移動裝置的其它影響，通過本提案的省電技術(shù)除了達(dá)到省電效果的外，還可增加整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的帶寬使用容量。
為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提出一種無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其首先判斷將進(jìn)行傳送的封包是否為即時通信封包。而當(dāng)此封包為即時通信封包時，即根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對此封包開啟重傳機(jī)制。
在本發(fā)明的一個實施例中，更進(jìn)一步設(shè)定無線存取節(jié)點與無線網(wǎng)絡(luò)裝置共同使用的多播媒體存取控制(MAC)地址。而此多播媒體存取控制地址可以是通過該無線存取節(jié)點與該無線網(wǎng)絡(luò)裝置的信息交換而得，也可以是轉(zhuǎn)換無線網(wǎng)絡(luò)裝置的單播網(wǎng)絡(luò)地址而得。
在本發(fā)明的一個實施例中，在轉(zhuǎn)換無線網(wǎng)絡(luò)裝置的單播網(wǎng)絡(luò)地址而得多播媒體存取控制地址時，首先是進(jìn)行將單播網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為單播媒體存取控制地址的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換程序，之后再將規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中的網(wǎng)絡(luò)地址特定的字段轉(zhuǎn)換為多播媒體存取控制地址使用，以使單播媒體存取控制地址成為多播媒體存取控制地址。
在本發(fā)明的另一個實施例中，在判斷將進(jìn)行傳送的封包為即時通信封包之后，決定是否對此封包開啟重傳機(jī)制之前，可先整合多個即時通信封包為一個下行連鎖封包，并以此下行連鎖封包為一個傳送單位來進(jìn)行封包傳送。
在本發(fā)明的一個實施例中，在前述整合多個即時通信封包為下行連鎖封包之時，對于加入至此下行連鎖封包中的每一個即時通信封包，首先根據(jù)單播網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為多播媒體存取控制地址時所使用的特定字節(jié)與對應(yīng)的媒體存取控制封包數(shù)據(jù)單元的長度，產(chǎn)生一個子標(biāo)頭，之后并將子標(biāo)頭與對應(yīng)的媒體存取控制封包組合成一個子封包。在組合出多個子封包之后再通過子標(biāo)頭介接方式，連鎖組合每一個子封包。最后，在連鎖組合這些子封包所得的結(jié)果前，加上一個標(biāo)準(zhǔn)多播媒體存取控制標(biāo)頭以由此產(chǎn)生前述的下行連鎖封包。
本發(fā)明利用檢測即時通信封包與非即時通信封包并加以分離，且在對待即時通信封包時動態(tài)啟動與關(guān)閉即時通信封包的重傳機(jī)制，因此可以在符合現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的情況下，有效減少檢測即時通信封包重送和重傳封包的帶寬，并由此來改進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬使用容量與手持裝置耗電問題。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1為標(biāo)準(zhǔn)802.11的運(yùn)行流程。
圖2為一種使用即時通信服務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖3為以PS-Poll機(jī)制在無線網(wǎng)絡(luò)中傳遞即時封包的封包時序圖及相應(yīng)的能量消耗示意圖。
圖4為以U-APSD機(jī)制在無線網(wǎng)絡(luò)中傳遞即時封包的封包時序圖及相應(yīng)的能量消耗示意圖。
圖5為依照IPv4網(wǎng)絡(luò)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的單播MAC地址與多播MAC地址的示意圖。
圖6為將多個具備單播IP地址的即時通信封包結(jié)合成一個下行連鎖封包的封包結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7A為路由器根據(jù)本發(fā)明一實施例從節(jié)點接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。
圖7B為路由器根據(jù)本發(fā)明一實施例從無線網(wǎng)絡(luò)存取器接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。
圖8A為無線網(wǎng)絡(luò)裝置根據(jù)本發(fā)明一實施例從無線網(wǎng)絡(luò)存取器接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。
圖8B為無線網(wǎng)絡(luò)裝置根據(jù)本發(fā)明一實施例將數(shù)據(jù)上傳至無線網(wǎng)絡(luò)存取器時所進(jìn)行的操作流程圖。
主要元件標(biāo)記說明202、204無線網(wǎng)絡(luò)裝置210無線網(wǎng)絡(luò)存取器220路由器230因特網(wǎng)240節(jié)點600、620、640具有單播IP地址的封包610、630、650標(biāo)頭612、632、652特定字節(jié)660下行連鎖封包670下行連鎖封包的標(biāo)頭672a、672b、672c子標(biāo)頭680a、680b、680cMAC封包數(shù)據(jù)單元
S700～S720本發(fā)明一實施例的實施步驟S730～S746本發(fā)明一實施例的實施步驟S800～S818本發(fā)明一實施例的實施步驟S830～S848本發(fā)明一實施例的實施步驟具體實施方式
以下將以無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)來進(jìn)行說明，但本發(fā)明的內(nèi)容適用于各種無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不限于使用在無線局域網(wǎng)絡(luò)之中。并且實施例將以多播/單播地址的動態(tài)對應(yīng)與分配法為例詳述達(dá)成分離即時通信封包與非即時通信封包重送機(jī)制的具體技術(shù)手段，但也可通過其它動態(tài)啟動與關(guān)閉語音封包重傳機(jī)制來達(dá)成本發(fā)明所述效果。
請再次參照圖2所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以能清楚理解后續(xù)的說明。在將本發(fā)明使用于PS-Poll機(jī)制時，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204會先對無線網(wǎng)絡(luò)存取裝置210及路由器220進(jìn)行相關(guān)連線注冊的操作，并且與另一端與其進(jìn)行即時通信服務(wù)的節(jié)點240建立即時通信聯(lián)機(jī)。通過此部分動作的進(jìn)行，無線網(wǎng)絡(luò)存取器210便會開啟對于無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204的多播/單播地址的動態(tài)對應(yīng)與分配法的支持，并且提供路由器220辨別即時通信封包與非即時通信封包的必要參數(shù)。接著，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204即可根據(jù)目前通信質(zhì)量好壞或封包丟失情形，判斷目前是否使用多播地址來進(jìn)行上行與下行即時通信封包的傳輸以關(guān)閉重傳機(jī)制。
在本發(fā)明的一個IPv4實施例中，于進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204與無線網(wǎng)絡(luò)存取裝置210及路由器220之間的相關(guān)連線注冊操作時，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204首先需產(chǎn)生一個合法的多播地址(在此處以多播媒體存取控制地址MAC MA表示)。此多播地址的產(chǎn)生可通過將此無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204的單播地址(在此處以單播媒體存取控制地址MAC STA表示)的后23個位，結(jié)合多播地址MAC MA的標(biāo)準(zhǔn)前綴(prefix)而產(chǎn)生。當(dāng)然，其它可達(dá)成多播地址產(chǎn)生的技術(shù)也可使用于本案上。接著，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204便向無線網(wǎng)絡(luò)存取器210進(jìn)行連線請求。在此連線請求中，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204會攜帶多播地址MAC MA為參數(shù)，而無線網(wǎng)絡(luò)存取器210在接收此請求后便可將此參數(shù)更新于目前的無線網(wǎng)絡(luò)裝置連線表中?；蛘?，這些多播地址MAC MA可以直接由無線網(wǎng)絡(luò)存取器210根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204的單播地址MAC STA產(chǎn)生，如此則不需要額外的信息或數(shù)據(jù)交換操作。
而為了使路由器210能將送至無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204的下行即時通信封包使用無線網(wǎng)絡(luò)裝置的多播地址來傳送，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204需使用地址解析通信協(xié)議(ARP，Address Resolution Protocol)來更新路由器210的ARP列表。此時無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204的網(wǎng)絡(luò)(IP)地址將同時對應(yīng)到其多播地址MAC MA與單播地址MACSTA。最后，為使路由器210得以辨別即時通信封包與非即時通信封包，一種簡單的辨識即時通信封包與非即時通信封包的方法可通過端口號(Port Number)來完成，也即，路由器210可通過無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204與另一端即時通信節(jié)點240建立即時通信聯(lián)機(jī)邀請時所帶的會話描述協(xié)議(Session Description Protocol，SDP)信息，記錄下此即時通信聯(lián)機(jī)所用到的端口號以供接下來辨別是否為即時通信封包之用。除此之外，例如封包是否使用特定的地址標(biāo)頭、封包是否是根據(jù)特定信息交換方式(如前述的SDP)來進(jìn)行等，也可以被用來作為判斷封包是否為即時通信封包的依據(jù)。
在進(jìn)行完前述的封包傳輸前置工作之后，就可以開始進(jìn)行封包的實際傳輸。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，此時的封包傳輸將可以輕易的被分成即時通信封包與非即時通信封包兩種。對于非即時通信封包來說，在本實施例中是不做特別處理的。但是這并非意指這些非即時通信封包就不能做任何傳輸上的改變，此已為所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所能熟知，在此不予贅述。另一方面，對于即時通信封包來說，本發(fā)明將根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對其開啟重傳機(jī)制。舉例來說，無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204可以將其在時間軸上的傳輸行為以時間長度t分割為若干個時段，并通過信號強(qiáng)度(RSSI)或網(wǎng)絡(luò)上層所提供的收送封包丟失率(Packet Lost Rate)等參數(shù)，判斷目前網(wǎng)絡(luò)狀況好壞。換句話說，在本發(fā)明中，可以令無線網(wǎng)絡(luò)裝置202每隔一段預(yù)定時間t確認(rèn)一次信號強(qiáng)度，并在信號強(qiáng)度大于某一默認(rèn)值時關(guān)閉即時通信封包的重傳機(jī)制。又或者，也可以每隔一段預(yù)定時間t即確認(rèn)一次收送封包丟失率，并在收送封包丟失率高于某一默認(rèn)值時開啟即時通信封包的重傳機(jī)制。
在本發(fā)明的一個實施例中，控制是否開啟即時通信封包的重傳機(jī)制的功能，是由控制上述即時通信封包是否成為多播封包來決定。由于根據(jù)現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)格，多播封包將不具有封包重傳的機(jī)制，因此若能將即時通信封包從單播轉(zhuǎn)為多播，就能夠減少即時通信封包傳送的整體時間。與其它轉(zhuǎn)換機(jī)制不同的，在必須進(jìn)行單播至多播的封包轉(zhuǎn)換的時候，本發(fā)明是將在網(wǎng)絡(luò)層(IP layer)仍為單播狀態(tài)的封包于進(jìn)入數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)時，改變其媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)地址的標(biāo)頭，以使上述封包的MAC地址能轉(zhuǎn)換為多播的方式。
請參照圖5，其為依照IPv4網(wǎng)絡(luò)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的單播MAC地址與多播MAC地址的示意圖。如圖5所示，對目前的網(wǎng)絡(luò)傳輸規(guī)格而言，單播MAC地址與多播MAC地址的差異就在于其地址前端具有不同的值。因此，只要將規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中的單播MAC地址的特定字段的內(nèi)容(在IPv4的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，此處所指為MAC地址的前25個位，而在IPv6的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，此處所指者則為MAC地址的前16個位)轉(zhuǎn)換為多播媒體存取控制地址的特定字段的內(nèi)容，就可以輕易的將單播MAC地址轉(zhuǎn)換為多播MAC地址。根據(jù)此點，在取得一個具有單播網(wǎng)絡(luò)(IP)地址的即時通信封包之后，可以先進(jìn)行將單播網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為單播MAC地址的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換程序(這些標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換程序因不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)而有所不同，但其轉(zhuǎn)換應(yīng)為所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，故在此不予贅述)。
在轉(zhuǎn)換得到單播MAC地址之后，接下來就必須依照圖5的方式將符合網(wǎng)絡(luò)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中的單播MAC地址的特定字段的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為多播MAC地址的特定字段的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，以使單播MAC地址成為多播MAC地址。最后，為了防止單播的即時通信封包在解碼時真的被誤認(rèn)為多播的即時通信封包，在本實施例中，可使用預(yù)先定義的多播地址群組，也即MAC地址屬于此群組內(nèi)的地址則視為此封包為即時性通信封包，若不在此地址群組內(nèi)，則視為一般性的多播封包。
除此之外，更可以進(jìn)一步將具有相同屬性的即時通信封包整合在一起成為一個下行連鎖封包，并以此下行連鎖封包作為一個傳送單元來進(jìn)行封包傳送。其中，這些屬性可以是耗電、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、安全性、傳送延遲或延遲抖動等等。請參照圖6，其為將多個具備單播IP地址的即時通信封包600、620與640結(jié)合成一個下行連鎖封包660的封包結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，利用前述將單播IP地址轉(zhuǎn)換為多播MAC地址時所舍棄的特定字節(jié)612、632與652，加上后續(xù)MAC封包數(shù)據(jù)單元(680a、680b與680c)的長度，產(chǎn)生一個新的子標(biāo)頭(Sub-Header)672a、672b與672c，再加上MAC封包數(shù)據(jù)單元680a、680b與680c而合組成一個個的子封包(Sub-Packet)。也即，672a與680a合組為一個子封包，672b與680b合組為一個子封包，672c與680c合組為一個子封包。接著，多個子封包通過子標(biāo)頭介接的方式，使用連鎖的方式合組成一個長封包，再加上一個標(biāo)準(zhǔn)的多播MAC標(biāo)頭670以產(chǎn)生下行連鎖封包660。
在上述過程中，子標(biāo)頭的內(nèi)容可以依據(jù)IP版本而做變動，同時子封包的長度可以依據(jù)實際上MAC封包數(shù)據(jù)單元的長度而變化。而其它數(shù)據(jù)封包也可依據(jù)原本的轉(zhuǎn)換及傳送方法運(yùn)行，不受任何影響。利用此技術(shù)便可以將多個具備相同屬性，包含耗電、QoS、及安全性等的封包連鎖成單一MAC封包傳送，一方面可以減少在傳送時的額外負(fù)擔(dān)(Overhead)，同時也減少封包與封包間的傳送競爭。此機(jī)制將具備同類型的封包使用同類型傳送方法傳送，如傳送延遲(Delay)、延遲抖動(Jitter)、或其它屬性，配合算法運(yùn)行。
而在使用下行連鎖封包的狀況下，在如圖2所示的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，移動通信裝置202或204以及路由器220的操作可以稍做修改以便進(jìn)行相應(yīng)的操作支持。請參照圖7A，其為路由器220，或其它具備第三層處理能力的網(wǎng)絡(luò)裝置，根據(jù)本發(fā)明一實施例從節(jié)點240接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。當(dāng)此裝置接收到由外部網(wǎng)絡(luò)傳送進(jìn)來的TCP/IP封包時(步驟S700)，首先辨別此封包是否屬于即時通信封包(步驟S702、S704)，如果不是即時通信封包，則使用一般處理及傳送方法傳送(步驟S706)。若為即時通信封包，則辨識此封包屬于哪一種服務(wù)機(jī)制(步驟S708)。接著根據(jù)是否屬于同一類型的服務(wù)機(jī)制而判斷是否需要產(chǎn)生子封包(步驟S710)。若需要產(chǎn)生子封包，則通過轉(zhuǎn)換程序產(chǎn)生所屬的子標(biāo)頭(步驟S712)，然后加上其封包數(shù)據(jù)單元產(chǎn)生一個子封包(步驟S714)。在不需要建立子封包或已建立起子封包之后，接著就通過算法計算來判斷是否到達(dá)傳送時間(步驟S716)。如果未達(dá)傳送時間，則將此子封包放進(jìn)進(jìn)程(Schedule)或隊列(Queue)中，等待傳送的時間(步驟S720)；反之，若已達(dá)傳送時間，則產(chǎn)生一個新的屬于這些服務(wù)機(jī)制種類的多播MAC標(biāo)頭，并將進(jìn)程或隊列中的子封包連鎖成單一封包傳送出去(步驟S718)。
接下來請參照圖7B，其為路由器220，或其它具備第三層處理能力的網(wǎng)絡(luò)裝置，根據(jù)本發(fā)明一實施例從無線網(wǎng)絡(luò)存取器210接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。在本實施例中，當(dāng)從無線網(wǎng)絡(luò)存取器210接收到封包時，即針對此封包的標(biāo)頭做辨識處理(步驟S730)。若辨識后發(fā)現(xiàn)為非多播的封包，則使用標(biāo)準(zhǔn)的方法處理(步驟S732)；反之，若辨識后發(fā)現(xiàn)為多播的封包，則處理多播封包的標(biāo)頭(步驟S734)，并辨識是否屬于預(yù)先定義的即時通信封包(步驟S736)。若經(jīng)步驟S736的辨識發(fā)現(xiàn)不是預(yù)先定義的即時通信封包，則使用一般多播的方法處理(步驟S738)；反之，若為預(yù)先定義的即時通信封包，則解譯封包的子標(biāo)頭(步驟S740)，接著處理子封包數(shù)據(jù)單元(步驟S742)，然后將子標(biāo)頭移除并將封包傳遞給上層處理(步驟S744)。最后檢查是否還有下一批子封包(步驟S746)，如果有則做相同的處理(步驟S740～S746)，若無，則結(jié)束此程序。
接下來請參照圖8A，其為無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204根據(jù)本發(fā)明一實施例從無線網(wǎng)絡(luò)存取器210接收數(shù)據(jù)時所進(jìn)行的操作流程圖。在本實施例中，當(dāng)移動通信裝置202或204接收到通過無線網(wǎng)絡(luò)存取器210從外部網(wǎng)絡(luò)傳送進(jìn)來的封包時，會先判斷是否為多播封包(步驟S800)，若不是則依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的方法處理封包(步驟S802)。若為多播的封包，則針對標(biāo)頭做處理(步驟S804)。接著判斷此封包是否屬于預(yù)先定義的即時通信封包(步驟S736)，若不是，則依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的方法處理(步驟S802)；若是，則針對該封包做后續(xù)處理。首先，檢查子標(biāo)頭以判斷此批子封包是否屬于自己(步驟S808、S810)，若不是則忽略此批子封包(步驟S812)，接著檢查下一批子封包(S818)；反之，若是此批子封包屬于自己，則針對子封包做處理(步驟S814)，將子標(biāo)頭移除并解出子封包數(shù)據(jù)單元后傳遞給上層處理(步驟S816)，然后檢查下一批子封包(步驟S818)，直到整個多播封包都被解譯完畢。
接下來請參照圖8B，其為無線網(wǎng)絡(luò)裝置202或204根據(jù)本發(fā)明一實施例將數(shù)據(jù)上傳至無線網(wǎng)絡(luò)存取器210時所進(jìn)行的操作流程圖。其中，當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)裝置有數(shù)據(jù)要傳送出去時(步驟S830)，會先分類此TCP/IP封包(步驟S832)。若不是預(yù)先定義的即時通信封包，則依據(jù)一般數(shù)據(jù)處理原則處理并傳送(步驟S834、S836)；而若為預(yù)先定義的即時通信封包，則判斷是否屬于哪一種特定的服務(wù)機(jī)制(步驟S834、S838)，并接著產(chǎn)生該服務(wù)機(jī)制對應(yīng)的子標(biāo)頭(步驟S840)，然后加上封包數(shù)據(jù)單元組成一個MAC子封包(步驟S842)。之后依據(jù)進(jìn)程或算法計算是否該傳送出去(步驟S844)，若該傳送出去，則依據(jù)多播傳送原則將此封包傳送出去(步驟S846)；若尚未到達(dá)傳送時間，則將此子封包放入進(jìn)程或隊列中等待傳送時間(步驟S848)。
通過上述的各種說明可以清楚得知，本發(fā)明是通過主動控制即時通信封包是否為多播類型的封包以決定開啟或關(guān)閉封包重傳機(jī)制。而控制即時通信封包是否為多播類型的其中一種方式就是利用前述改變MAC地址的手段來達(dá)成。若將本發(fā)明所提供的方法使用在PS-Poll傳送機(jī)制上，則由于在上行與下行的即時通信封包傳輸上使用了多播地址來進(jìn)行傳送，因此可關(guān)閉重送機(jī)制進(jìn)而減少等待響應(yīng)封包的時間，通過減少兩個短幀間空間與兩個響應(yīng)封包，無線網(wǎng)絡(luò)裝置便可同時針對耗電情形與網(wǎng)絡(luò)帶寬使用率進(jìn)行提高。相同的，本發(fā)明所提供的方法也可應(yīng)用于其它即時通信省電傳輸方法如U-APSD上，此時由于在上行與下行的即時通信封包傳輸上使用了多播地址來進(jìn)行傳送，因此可關(guān)閉重送機(jī)制進(jìn)而減少等待響應(yīng)封包的時間，通過減少兩個短幀間空間與兩個響應(yīng)封包，因此同樣可以同時針對耗電情形與網(wǎng)絡(luò)帶寬使用率進(jìn)行提高。根據(jù)實驗結(jié)果顯示，在網(wǎng)絡(luò)帶寬上可以提高約40％的使用率，而在此同時也可以節(jié)省約40％的電力消耗。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與改進(jìn)，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是包括下列步驟判斷將進(jìn)行傳送的一封包是否為即時通信封包；以及當(dāng)該封包為即時通信封包時，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對該封包開啟重傳機(jī)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對該封包開啟重傳機(jī)制的步驟包括每隔一段預(yù)定時間確認(rèn)一次信號強(qiáng)度；以及當(dāng)該信號強(qiáng)度大于默認(rèn)值時，對該封包關(guān)閉重傳機(jī)制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對該封包開啟重傳機(jī)制的步驟包括每隔一段預(yù)定時間確認(rèn)一次收送封包丟失率；以及當(dāng)該收送封包丟失率高于默認(rèn)值時，對該封包開啟重傳機(jī)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)之封包傳送方法，其特征是還包括設(shè)定無線存取節(jié)點與無線網(wǎng)絡(luò)裝置共同使用的多播媒體存取控制地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線網(wǎng)絡(luò)之的封包傳送方法，其特征是該多播媒體存取控制地址是通過該無線存取節(jié)點與該無線網(wǎng)絡(luò)裝置的信息交換而設(shè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是該多播媒體存取控制地址轉(zhuǎn)換該無線網(wǎng)絡(luò)裝置的單播網(wǎng)絡(luò)地址而得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是轉(zhuǎn)換該無線網(wǎng)絡(luò)裝置的該單播網(wǎng)絡(luò)地址而得該多播媒體存取控制地址的步驟，包括進(jìn)行將該單播網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為單播媒體存取控制地址的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換程序；以及將該單播媒體存取控制地址的特定字段的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為多播媒體存取控制地址的特定字段的內(nèi)容，以使該單播媒體存取控制地址成為多播媒體存取控制地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是使用多播媒體存取控制地址作為該即時通信封包的目的地媒體存取控制地址，以達(dá)關(guān)閉重傳機(jī)制的效果。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是使用單播媒體存取控制地址作為該即時通信封包的目的地媒體存取控制地址，以達(dá)開啟重傳機(jī)制的效果。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是使用原本的單播媒體存取控制地址作為非即時通信封包的目的地媒體存取控制地址，以達(dá)開啟重傳機(jī)制的效果。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是判斷將進(jìn)行傳送的該封包是否為即時通信封包的步驟包括在建立即時通信時記錄所用的網(wǎng)絡(luò)端口號、地址標(biāo)頭與特定信息交換方式；以及當(dāng)發(fā)現(xiàn)收送該封包所用的端口號為該網(wǎng)絡(luò)端口號，該封包使用該地址標(biāo)頭，以及以該特定信息交換方式收送該封包三種情況之一時，即判斷該封包為即時通信封包。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是在判斷將進(jìn)行傳送的該封包為即時通信封包之后，在決定是否對該封包開啟重傳機(jī)制之前還進(jìn)行下列步驟整合多個下行即時通信封包為下行連鎖封包；以及以該下行連鎖封包為一傳送單位以進(jìn)行封包傳送。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是整合多個下行即時通信封包為該下行連鎖封包的步驟包括根據(jù)下行的單播網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換為多播媒體存取控制地址時所使用的特定字節(jié)與對應(yīng)的媒體存取控制封包數(shù)據(jù)單元的長度，產(chǎn)生子標(biāo)頭；將該子標(biāo)頭與對應(yīng)的媒體存取控制封包組合成一子封包；經(jīng)子標(biāo)頭介接方式，連鎖組合每子封包；以及在連鎖組合每一個子封包所得的結(jié)果前加上標(biāo)準(zhǔn)多播媒體存取控制標(biāo)頭，由此產(chǎn)生該下行連鎖封包。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是整合多個下行即時通信封包為該下行連鎖封包時，將具備相同屬性的下行即時通信封包整合在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其特征是相同屬性包括耗電、服務(wù)質(zhì)量、安全性、傳送延遲與延遲抖動中的一個。
全文摘要
一種無線網(wǎng)絡(luò)的封包傳送方法，其首先判斷將進(jìn)行傳送的封包是否為即時通信封包。而當(dāng)此封包為即時通信封包時，即根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀態(tài)來決定是否對此封包開啟重傳機(jī)制。
文檔編號H04L1/08GK1956371SQ20051011674
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者林咨銘, 曹孝櫟, 黃中暉, 陳文村, 許哲銘 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院