專利名稱：無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中封包排程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上關(guān)于無(wú)線通信系統(tǒng)，及更特別言之，是關(guān)于排程無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLANs)中訊務(wù)流量的封包。
背景技術(shù)：
在以802.11e為基準(zhǔn)的環(huán)境下，加強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)功能(EDCA)將訊務(wù)流量分類為反映由每一個(gè)訊務(wù)流量攜帶的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的存取分類(ACs)。不同仲裁幀間隔(AIFS)、最小競(jìng)爭(zhēng)窗口(CWmin)、最大競(jìng)爭(zhēng)窗口(CWmax)參數(shù)系根據(jù)其AC于每訊務(wù)流量放置。該AIFS為自接收來(lái)自存取點(diǎn)(AP)的前一個(gè)經(jīng)傳送封包已接收的確認(rèn)應(yīng)答后站臺(tái)(STA)等待的時(shí)間間隔。較高優(yōu)先級(jí)AC具較較低優(yōu)先級(jí)AC為短的AIFS，使得在存取該頻道前較高優(yōu)先級(jí)訊務(wù)具較短等待時(shí)間。CWmin及CWmax值定義在補(bǔ)償步驟期間所使用的競(jìng)爭(zhēng)窗口的下及上限。EDCA幫助確保經(jīng)由AIFS、CWmin及CWmax的較有利設(shè)定使較高優(yōu)先級(jí)訊務(wù)流量具獲得至頻道存取的較大機(jī)會(huì)。
802.11e標(biāo)準(zhǔn)訂定在各種ACs中的競(jìng)爭(zhēng)及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，然而，在相同AC內(nèi)于不同訊務(wù)流量(屬于不同STAs)間AP的排程未由該標(biāo)準(zhǔn)訂定，及為留給AP實(shí)施決定。

發(fā)明內(nèi)容
一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中排程封包的方法由基于封包的使用者優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)封包至存取分類(AC)開(kāi)始，基于封包的AC指定封包至在站臺(tái)的訊務(wù)流量(TF)，自該TF的封包置于AC的傳送隊(duì)列，自傳送隊(duì)列的封包基于以服務(wù)品質(zhì)為基準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能而選擇，及該經(jīng)選擇封包被傳送。


本發(fā)明的更詳細(xì)了解可由做為實(shí)例的較佳具體實(shí)施例的下列敘述獲得，及可以相關(guān)圖式的合并使用了解，其中
圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明排程封包的方法的流程圖；圖2為顯示操作于多重訊務(wù)流量的具以QoS為基礎(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能的EDCA功能性的圖；圖3為在相同AC內(nèi)操作的競(jìng)爭(zhēng)解決功能的流程圖；及圖4為圖3所示競(jìng)爭(zhēng)解決功能的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在AP的以服務(wù)品質(zhì)(QoS)為基礎(chǔ)的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)解決功能，該以QoS為基礎(chǔ)的功能在每AC操作以解決在相同AC內(nèi)多重訊務(wù)流量隊(duì)列間的競(jìng)爭(zhēng)。
無(wú)論何時(shí)在相同AC于二或更多訊務(wù)流量隊(duì)列存在封包時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)解決功能觸發(fā)，且兩個(gè)隊(duì)列皆企圖在幀傳送時(shí)間存取該頻道。競(jìng)爭(zhēng)解決功能的輸出為每一個(gè)AC的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先級(jí)，其為用于存取該頻道的優(yōu)先級(jí)。
以延遲為基礎(chǔ)的QoS功能100的操作顯示于圖1及敘述于EDCA操作的內(nèi)文內(nèi)。該EDCA功能支持四個(gè)ACs，八個(gè)不同使用者優(yōu)先級(jí)(UPs)對(duì)映至此四個(gè)ACs，如表1所示。
表1使用者優(yōu)先級(jí)對(duì)存取分類對(duì)映

要由STA傳送的封包基于其UP對(duì)映至AC(步驟102)，該對(duì)映功能確保UPs對(duì)映個(gè)別ACs，及由不同訊務(wù)流量傳送的封包導(dǎo)引置在它們的AC的個(gè)別隊(duì)列。
在802.11e標(biāo)準(zhǔn)，STA可具一或更多訊務(wù)流量及依據(jù)自該STA操作的應(yīng)用及相同應(yīng)用的同時(shí)區(qū)段數(shù)而定，該訊務(wù)流量可越過(guò)ACs散射或是匯集進(jìn)入相同AC。為進(jìn)行此目的，每一個(gè)STA被限制為具最大四個(gè)訊務(wù)流量，及每一個(gè)訊務(wù)流量支持不同應(yīng)用，要注意STA可具超過(guò)四個(gè)訊務(wù)流量及可支持相同應(yīng)用的同時(shí)區(qū)段；在此種情況下，本發(fā)明仍可以相同方式操作。
所以，AC可支持多至最大N個(gè)訊務(wù)流量，其中N為在該系統(tǒng)中的STAs數(shù)目，若沒(méi)有任何STAs操作屬于該AC的應(yīng)用，則AC可不具訊務(wù)流量。
封包基于其AC被指定至STA中的訊務(wù)流量(步驟104)，自每一個(gè)訊務(wù)流量的封包置于相對(duì)應(yīng)AC的傳送隊(duì)列(步驟106)，來(lái)自自每一個(gè)AC的傳送隊(duì)列的一個(gè)封包系由以QoS為基礎(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能選擇，此系基于AC的傳送速率及延遲要求(步驟108；此功能關(guān)于第3及4圖詳細(xì)敘述)。企圖傳送經(jīng)選擇封包(步驟110)，及進(jìn)行是否存在與另一個(gè)封包傳送碰撞的決定(步驟112)，若沒(méi)有任何碰撞，則傳送該經(jīng)選擇封包(步驟114)，及該功能結(jié)束(步驟116)。
若存在與另一個(gè)封包傳送碰撞的情況(步驟112)，則較高優(yōu)先級(jí)封包被傳送(步驟120)。較低優(yōu)先級(jí)封包的競(jìng)爭(zhēng)窗口值(CW)與伴隨該封包的CA的CWmax值比較(步驟122)，若CW值小于CWmax，則該CW值依據(jù)方程式1所示更新(步驟124)。
CW＝((CW+1)×2)-1方程式(1)在CW值被更新后或是若CW已在CWmax(步驟122)，則該較低優(yōu)先級(jí)封包進(jìn)入時(shí)間間隔等于CW的回退模式(步驟126)及起始倒數(shù)計(jì)時(shí)計(jì)。一旦倒數(shù)計(jì)時(shí)計(jì)到達(dá)零(步驟128)，則由具避免碰撞的載波感測(cè)多重存取(CSMA/CA)感測(cè)進(jìn)行該頻道是否為空閑的的決定(步驟130)，若該頻道不為空閑的，則該功能回到步驟124以重新設(shè)定CW值及重新激活該倒數(shù)計(jì)時(shí)計(jì)。若該頻道為空閑的，則傳送該較低優(yōu)先級(jí)封包(步驟132)及該功能結(jié)束(步驟116)。
功能100現(xiàn)在關(guān)于圖2敘述，其顯示具四STAs的EDCA實(shí)施模式的實(shí)例，每一個(gè)操作對(duì)映于不同ACs的四個(gè)不同應(yīng)用，產(chǎn)生每一個(gè)STA的一個(gè)訊務(wù)流量于每一個(gè)AC，封包基于其AC被指定至STA中的訊務(wù)流量，例如，自站臺(tái)B(STA_B)的第二訊務(wù)流量(TF_2)系在AC_2，自每一個(gè)訊務(wù)流量的封包插入個(gè)別傳送隊(duì)列，及以QoS為基礎(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能指定自每一個(gè)AC要被傳送的一個(gè)封包。
一旦封包由AC，如AC_2，選出，且該封包已準(zhǔn)備用于傳送(亦即其不為回退模式且其感測(cè)頻道為空閑的)，則其會(huì)試圖在該頻道上傳送。若有來(lái)自另一個(gè)AC，如AC_4，的另一個(gè)封包已準(zhǔn)備用于傳送，此會(huì)引起ACs間的內(nèi)部碰撞，在此情況下，自AC_2(較低優(yōu)先級(jí))的封包會(huì)允許具較高優(yōu)先級(jí)的AC(AC_4)存取該頻道及傳送的權(quán)利。AC_2更新其CW[AC_2]為值((CW[AC_2]+1)X2)-1或是若CW[AC_2]已到達(dá)CWmax[AC_2]，則維持CW值不變化。
自AC_2的封包接著開(kāi)始回退步驟，及漸減其回退計(jì)數(shù)計(jì)直到其到達(dá)零，若該頻道接著為空閑的，則封包企圖傳送。直到來(lái)自AC_2的封包被傳送，以QoS為基礎(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能不會(huì)為AC_2觸發(fā)，及沒(méi)有任何其它封包被指定用于AC_2分類的傳送。
若在AC_2等待的封包的回退定時(shí)器已到達(dá)零，且沒(méi)有任何AC_2封包會(huì)碰撞的來(lái)自其它分類的封包，則AC_2會(huì)傳送該封包。若碰撞發(fā)生，必需起始新的回退步驟及根據(jù)值((CW[AC_2]+1)×2)-1更新其CW[AC_2]。
成功傳送之后，已在其允許傳送機(jī)會(huì)(TXOP)內(nèi)剛送出最后傳送的AC會(huì)更新其CW[AC]值及起始回退步驟至下一個(gè)指定封包而不管與較高優(yōu)先級(jí)AC的碰撞的發(fā)生。TXOP為當(dāng)STA可開(kāi)始傳送已知期間的幀的時(shí)間點(diǎn)。在TXOP期間，STA可傳送在TXOP的盡可能多的幀，其長(zhǎng)度系根據(jù)伴隨該數(shù)據(jù)的流量類別(TC)而設(shè)定，EDCA TXOP不應(yīng)超過(guò)由AP通知的TXOP限制，此必需確保無(wú)論何時(shí)有一些封包要傳送時(shí)，較高優(yōu)先級(jí)ACs不會(huì)持續(xù)使在AP內(nèi)的較低優(yōu)先級(jí)ACs衰弱，及該優(yōu)先級(jí)系經(jīng)由CWmin[AC]、CWmax[AC]及AIFS[AC]的最有利設(shè)定值完成。
在EDCA，訊務(wù)流量會(huì)在下列三種情況起始回退步驟1.因?yàn)榕c較高ACs的內(nèi)部碰撞，2.因?yàn)榕c分享該無(wú)線頻道的其它STA的外部碰撞，3.在指定用于傳送的另一個(gè)封包后于經(jīng)配置的TXOP內(nèi)的最后傳送之后。
若在某個(gè)AC僅有一個(gè)訊務(wù)流量隊(duì)列，則以QoS為基礎(chǔ)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能不為有效的，因?yàn)闆](méi)有其它隊(duì)列競(jìng)爭(zhēng)。
競(jìng)爭(zhēng)解決功能在每一個(gè)隊(duì)列內(nèi)，優(yōu)先級(jí)指數(shù)系基于延遲及數(shù)據(jù)率準(zhǔn)則計(jì)算，數(shù)據(jù)率指數(shù)計(jì)算考慮用于傳送封包的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)率，較高數(shù)據(jù)率需要較少媒介時(shí)間及因而提供較高優(yōu)先級(jí)，此改良系統(tǒng)的整體產(chǎn)出，但是可能以低實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)率增加使用者的延遲，這些延遲率指數(shù)計(jì)算考慮第一個(gè)封包于每一個(gè)隊(duì)列的延遲(亦即，封包在該隊(duì)列所花費(fèi)的時(shí)間)及隊(duì)列的大小，以反映QoS要求每訊務(wù)流量。接著排程在相同AC內(nèi)具較高優(yōu)先級(jí)指數(shù)(數(shù)據(jù)率及延遲的組合)的封包以與其它ACs的傳送競(jìng)爭(zhēng)。
圖3顯示競(jìng)爭(zhēng)解決功能300的流程圖，其基于經(jīng)估計(jì)數(shù)據(jù)率及由該封包所產(chǎn)生的當(dāng)時(shí)延遲決定要排程的下一個(gè)封包。該競(jìng)爭(zhēng)解決功能300亦圖標(biāo)地示于圖4。
一個(gè)隊(duì)列對(duì)每一個(gè)AC存在及標(biāo)注為“n”，在每一個(gè)隊(duì)列內(nèi)，基于延遲及數(shù)據(jù)率準(zhǔn)則計(jì)算每一個(gè)封包的優(yōu)先級(jí)指數(shù)，延遲指數(shù)包括AC-相關(guān)參數(shù)。
在ACn內(nèi)的每一個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)率指數(shù)系根據(jù)方程式(2)計(jì)算(步驟302)數(shù)據(jù)率指數(shù)＝傳輸數(shù)據(jù)率/最大數(shù)據(jù)率方程式(2)其中最大數(shù)據(jù)率為在可應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中允許的最大數(shù)據(jù)率，例如，在802.11b中最大數(shù)據(jù)率為11Mbps及在802.11g中最大數(shù)據(jù)率為54Mbps。
在ACn內(nèi)的每一個(gè)隊(duì)列的延遲指數(shù)系敘述于方程式(3)(步驟304)延遲指數(shù)＝(A[ACn]×First_Pkt_Delayn(正規(guī)化))+(B[ACn]×Queue_Sizen)+(C[ACn]×Avg_Pkt_Delayn(正規(guī)化)) 方程式(3)其中FIrst_Pkt_Delayn為第一封包在ACn經(jīng)歷的延遲，Queue_Sizen為ACn的尺寸，及Avg_Pkt_Delayn為ACn于M個(gè)封包的封包延遲的移動(dòng)平均，A、B、及C分別為封包延遲、隊(duì)列尺寸、及平均封包延遲的每AC權(quán)重因子?？蓱?yīng)用于所有ACs做為起始點(diǎn)的權(quán)重因子的起始值為A＝0.4，B＝0.3，及C＝0.3，在操作期間A、B、及C的值可由監(jiān)測(cè)平均隊(duì)列尺寸而調(diào)整，若隊(duì)列尺寸變得過(guò)大，可增加C值并減少A、B值?；蛘撸罁?jù)AC而定，可使用不同設(shè)定值于該三個(gè)權(quán)重因子，其強(qiáng)調(diào)由每一個(gè)AC所攜帶的訊務(wù)的不同QoS方面且其更有效地決定評(píng)估該頻道的優(yōu)先級(jí)。
延遲指數(shù)方程式的第一及第三所述被正規(guī)化為整數(shù)值以不會(huì)因第二所述(其為隊(duì)列的尺寸)而被輕忽。依據(jù)優(yōu)先級(jí)指數(shù)計(jì)算，具最大延遲指數(shù)計(jì)算的隊(duì)列會(huì)具獲得存取該頻道的權(quán)利的較高機(jī)率(步驟306)優(yōu)先級(jí)指數(shù)＝(α×數(shù)據(jù)率指數(shù)+β×延遲指數(shù))方程式(4)其中α為阻尼傳送數(shù)據(jù)率的沖擊的權(quán)重因子及β為阻尼延遲沖擊的權(quán)重因子，在本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中，α＝0.5及β＝0.5。這些值可由監(jiān)測(cè)經(jīng)歷X秒延遲的封包數(shù)目而隨時(shí)間調(diào)整。若封包數(shù)超過(guò)10％(此值可被配置)，則可進(jìn)行α及β權(quán)重的調(diào)整，例如，減少α及增加β。
選擇訊務(wù)流量中具最高優(yōu)先級(jí)指數(shù)值的第一個(gè)封包用于傳輸(步驟308)及該功能結(jié)束(步驟310)。
雖然本發(fā)明特征及組件系以特別組合方式敘述于較佳具體實(shí)施例，每一個(gè)特征或組件可單獨(dú)使用(不具該較佳具體實(shí)施例的其它特征及組件)或是以各種具或不具本發(fā)明其它特征及組件的組合使用。雖然本發(fā)明特定具體實(shí)施例已示出及敘述，一些改良及變化可由熟知本技藝者進(jìn)行而不偏離本發(fā)明范圍，以上敘述系用于說(shuō)明及不以任何方式限制該特別發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中排程封包的方法，其包括步驟基于該封包的一使用者優(yōu)先級(jí)對(duì)映一封包至一存取分類(AC)；基于該封包的存取分類指定該封包至一站臺(tái)的訊務(wù)流量(TF)；將一封包自該站臺(tái)的訊務(wù)流量置入該存取分類的一傳送；基于以服務(wù)品質(zhì)為基準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能而自該傳送選擇一封包；及傳送該經(jīng)選擇封包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該選擇步驟包括步驟計(jì)算各站臺(tái)的訊務(wù)流量的一優(yōu)先級(jí)值；及選擇在該站臺(tái)的訊務(wù)流量中具最高優(yōu)先級(jí)值的一第一封包。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該優(yōu)先級(jí)值系根據(jù)下列方程式計(jì)算優(yōu)先級(jí)指數(shù)＝(α×數(shù)據(jù)率指數(shù)+β×延遲指數(shù))其中α及β為權(quán)重因子，該數(shù)據(jù)率指數(shù)系基于一實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送率，且該延遲指數(shù)系基于在該傳送隊(duì)列的第一封包的延遲及該尺寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該數(shù)據(jù)率指數(shù)系依據(jù)下列方程式計(jì)算數(shù)據(jù)率指數(shù)＝傳輸數(shù)據(jù)率/最大數(shù)據(jù)率其特征在于，該最大數(shù)據(jù)率為在該網(wǎng)絡(luò)允許的最大數(shù)據(jù)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該延遲指數(shù)系依據(jù)下列方程式計(jì)算延遲指數(shù)＝(A[存取分類n]×First_Pkt_Delayn(正規(guī)化))+(B[存取分類n]×Queue_Sizen)+(C[存取分類n]×Avg_Pkt_Delayn(正規(guī)化))其中A為該封包延遲的一權(quán)重因子，F(xiàn)irst_Pkt_Delayn為在存取分類n中該第一封包所經(jīng)歷的延遲，B為隊(duì)列尺寸的一權(quán)重因子，Queue_Sizen為存取分類n的尺寸，C為平均封包延遲的權(quán)重因子，及Avg_Pkt_Delayn為存取分類n于預(yù)先決定封包數(shù)的封包延遲的移動(dòng)平均。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，α及β系動(dòng)態(tài)調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，α及β系基于經(jīng)過(guò)預(yù)先決定延遲的封包數(shù)目而調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該傳送步驟包括檢測(cè)與其它封包的傳送碰撞是否發(fā)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，若沒(méi)有任何碰撞，則傳送該經(jīng)選擇封包。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，若存在碰撞，則執(zhí)行下列步驟決定哪個(gè)封包具有一較高優(yōu)先級(jí)；傳送該較高優(yōu)先級(jí)封包；執(zhí)行該較低優(yōu)先級(jí)封包的一回退步驟；及傳送該較低優(yōu)先級(jí)封包。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該執(zhí)行步驟包括決定該較低優(yōu)先級(jí)封包的一競(jìng)爭(zhēng)窗口值；若其低于一最大值，則更新該競(jìng)爭(zhēng)窗口值；及等待等于該競(jìng)爭(zhēng)窗口值的時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，若該頻道為空閑的，則傳送該較低優(yōu)先級(jí)封包。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，若該頻道不為空閑的，則執(zhí)行該較低優(yōu)先級(jí)封包的另一個(gè)回退步驟。
全文摘要
一種無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中排程封包的方法系由基于封包的使用者優(yōu)先級(jí)對(duì)映封包至存取分類(AC)開(kāi)始，基于封包的AC來(lái)指定封包至一站臺(tái)的訊務(wù)流量(TF)，將自該TF的封包置于AC的傳送隊(duì)列，基于以服務(wù)品質(zhì)為基準(zhǔn)的競(jìng)爭(zhēng)解決功能自傳送隊(duì)列選擇封包，及傳送該經(jīng)選擇封包。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1922830SQ200580001843
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者阿默德·阿里 申請(qǐng)人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司