無線網絡中實時業務調度的方法和設備的制作方法

專利名稱：無線網絡中實時業務調度的方法和設備的制作方法
無線網絡中實時業務調度的方法^i殳備
狄領域
本發明涉及一種無線網絡中的實時業務調度的方法^i殳備。 背景M
現在無線網絡已經廣泛分布。在IEEE 802.11標準(這種標^"在一個完 整的絲)中定義了一種廣泛^^1的被稱為"無麟域網"的網絲型。這種類 型的無線網絡的一個問^JL務質量問題。傳統上這類網絡的節點以所謂的 "盡力"(best effort)模式進行發送，其意味著發i^可以以當前網絡中可用的 速率發送。"盡力"模式不確4緣定的服務質量(^M皮稱為QoS),如能實現"實 時"傳輸的最小保證帶寬。
但是，在無線網絡中已^力地去實現QoS或實時傳輸。最相關的公知 解決方案是DEEE 802.11e(見IEEE standard for information technology — spec沮c requirements part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) spec迅cations: Amendment 8: Medium access control (MAC) quality of service enhancements. IEEE Standard 802.11E-2005, 2005)和 在IEEE802.il標準(見IEEE standard for information technology - LAN/MAN -specific requirements - part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications. IEEE Standard 802.11 ， 1999/8802-11(ISO/IEC8802-11:1999)， 1999)中定義的使用點協同功能(PCF) 的無爭用^"入。
在前者中，盡管可給不同的業務流分配不同的優先級，因為機制絲于爭 用的，所以它仍舊缺少"嚴格的"質量保證。盡管實時包(packet)獲4粉配的 較高優先級，并JL4于此更有可育^fc^配短的4hf嘗時間(back-offtime),但是 仍然存^^幾制U于爭用的這樣的問題，并且如果^/站的總lib^多，實時包以 希望的質量發^X是有一個統計上的可能性，而沒有嚴格的質量保證。
另一個方面，802.11中的PCF模式能夠提供嚴格的保證。但是，主要由 于它們的復雜性，育t^市場中找到的實tt少。除了實現復雜的^泉外，嚴格 的保證絲于通常在周期的_^5出上完成的'囌體預留"，例如一個給定的站預留 信iM于每t秒發送(p字節)。但是，這個周期性不能匹配來自數據源的實
時業務模式。考慮例4^i吾音業務，其中通信信道典型地是空閑l/3的時間。幾 ^S^編解碼器 i^通鞋用靜默(silence)抑制功能^M匕帶寬^D，剩下 幾個(周期性的)預留的rt時隙是空的。
可以嘗試使時隙預留周期適^i^編解碼器模式以優化帶寬效率，或減少 g,但是兩個不育t^一個時間實現。
為了支持無線網絡中的實時業務，"傳統的"方法是在mac層進行周期時 隙預留。這個在圖1a中示奮f她示出了。圖1a下方示出用于實時包傳輸的 預留定時，如時間軸上虛線所示，在上方通順^^匡示出了^J'J趟率，其中 實賴醫^^iMt到達的實時包。可以看到圖l的情形中，在實時包的傳輸中沒 有^的g,但是兩個連續的實時(rt)時隙之間的間隔相對小，其增加 了未使用的rt時隙的可能性，從而斷^i:率。
為了提高效率，可以如圖1b所示增加這個時間段。能夠看到 于到達 時間，在實時包的轉發中會有JJ1^^,例如在圖1b所示的第四個實時包的
情況下，其在第三個預留rt時隙^就立刻到達，因此;f4f不等待一些時間，
直到它在第四^5留的rt時隙祐發送為止。
一個減少g的可能是減少如圖1a的實例中為實時傳輸而預留的兩個 rt時隙之間的間隔，^a^i如"^前提到的，這樣就減少了預留效率，因為對于 ^^定^:量的實時包，4f^有更多的未4吏用的rt時隙。
因此，像時分多址(tdma)系統中一樣，利用將rt時隙授予特^I戶 并且崎時間周浙性分布的方法，在短時妙高效粒間獲4種衡。
這樣，就需Jh""個改善的機制確保無線網絡中的實時業務。M地，該機 制應該能夠嚴^f呆證實時業務流，同時是后向:l^的(能部署于現存的802.11 熱點中)，最好不^^1影響(starve) 802.11流。

發明內容
依照一個實施例，提供了一種用于在無線網絡中調度業務(traffic)的方 法，其中所述網絡包括 "發送實時業務的實時站和發*力業務的盡力站，
上粉法包括
由主要實時站周期賦送實時接入才^i己從而定義循環(round); 為想要發送實時業務的所述網絡中的每個站射。頃序號； 基于分Sei^站的順序號，定"該處來自jtb^的^t環開始^被傳送
的固定^hf嘗時間，從而建立不同實時站發送實時包的順序，所^法的特棘
于進一步包括
由想要發送實時業務的站收聽(overhear)業^—，定時間段；
如^^斤iii^J斤述收聽推斷已經有發送實時接入^i己的主要站，則所g 基于已經在發送實時業務的實時站的數量M—個順序號。
循環的定義和固定4M嘗的分配允許確保實時傳輸的調度。而且，通過試圖 發送實時業務的站收聽業務和基于已經發送實時業務的站的數量M—個順 序號，實時業務的調度可以用自組織方式執行。沒有中央管理傳輸順序，通過 網絡本身的站來建立調度，沒有來自管財的干城指示。實時接入才斜己定義 循環，并JUfe這些循環中不同實時站的實時傳輸依照它們的順序號進fr^度。 這#"~個用于實時傳^1度的"自組織"方案可應用在"自組織"(ad-hoc)網絡 中(其中實時站作為一個轉發節點并將其已經接40'J的包轉發至下一個站)， 但是，它還可以應用到勤出網絡中(例如802.11網絡)，其中這個方案船調 度從一個實時站到一個接入泉的傳輸。
關于業務的"收聽"，m^—個實施例，想要發送包的實時站能收聽來自其 它實時站的其它傳輸以猜測或確定有多少這樣的站。這可能需要用多于一個循 環的時間，因為不是每個實時站都可以在每個循環發送。可以iM—個固定時 間(其可以多于一個循環，如幾個循環，例如兩個、三個、四個或五個循環) 用于扭/f亍收聽過程，然后該實時站猜測實時站的總數，從而M它的順序號。
可替換地，^E—個實施例，實時接入才朽己可以包括實時^:量的指示。 那么試圖發ilili務的(新)實時站一JSJlt聽到實時接入才科己，就可以 1它的 順序號。
^^照一個實施例，該方法包括如果所^^WJ斤述收聽推斷i^更有發送實 時"^/v^i己的主^"站，則所^占# (assume)所i^i要站的角色M始發送 實時接入銜己。
這樣，在i^殳有實時業務的網絡的情況下，能夠確定"主要站"。
^ 、一個實施例，該方法包括為每個站舶e^個循環的RT時隙的最大 數量；
基于分Sei^個站的順序號和允許其發送的RT時隙的數量，定:M^—個
循環開始^發逸表自此站的包的一系列固定^hf嘗時間，從而建立不同實時站 ^^送實時包的順序。
這樣，系統考慮不同RT站的不同名"土量需求。
^ 、一個實施例，所述實時接入才朽己包括當前iL^所述網絡中發送實時業 務的^t量和其中^-個的預留RT時隙的數量的指示，以及
基于已^E^送實時業務的實時站的數量，為新近^^發送實時業務的實 時站遞增地分配新的順序號。
這樣，能夠以分布的方式建立順序。
^M—個實施例，該方法包括由想要發送實時業務的站收聽業務一段預 定時間段；如^^斤i^WJ斤述收聽推斷已經有發送實時接入才斜己的主要站，則 所iii占基于已^L發送實時業務的實時^^量敗一個順序號；如^^斤艦從 所述收聽推斷i^殳有發送實時接入才斜己的主要站，則所i^^E^斤iii^"站的 角色，并且開始;^送實時4^/^封己。
依照一個實施例，該方法包括將所述循環(時間幀)分為用于其中可以 調度實時包的實時業務的部分^4皮預留用于盡力業務的部分。
^m—個實施例，如^力站沒有在具有##時間T的循環結束之前完成 絲輸，從而占用(takeover)下一個循環的一^N)5分AT，則下一個實時接 7v才科己的發^U^AT，并且下一個循環的持續時間縮短至T-AT。
^ 、一個實施例，如M自實時站的包不^^基于所^i的順序號分酉條 它的RT時隙，則IC^的站占用所述RT時隙。
^R—個實施例，實時站只在每個循環^^I定義數量的實時時隙，進一步 的包被"降級"并以盡力模狄送。
依照一個實施例，如果降級的包不ft^^定的循環發送(在與其它盡力包 爭用期間)，它在下一個循環中再一次升級，并在預留的RT時隙中發送。
^J 、一個實施例，該方法包括在新的實時站開始發送實時業務之前，檢 查到目前為止預留的用于實時傳輸的時間和到目前為止預留的用于盡力業務 的時間加上新站業務所需的傳輸時間的總和是否超過循環>#續時間，并且如果
超it/斤述持續時間，以盡力模^J斤述新站發i^斤恥務，如彩更有超i^斤述 持續時間，允許所述新站加入頭他實時給ft為進一步的實時站。
依照一個實施例，該方法包括將實時接入^i己中的持續時間字段設置為 對應于循環中^一個RT站/包的剩余4M嘗的持續時間，以敏盡力站占用已 經^^酉嫩實時站的RT時隙。
^ 、一個實施例，該方法包括將實時包中的持續時間字段設置為能夠避 免盡力包能夠捕^7這個或其l^實時包而預留的RT時隙的持續時間。
^ 、一個實施例，提^-個用于在無線網絡中調度業務的設備，其中所述 網絡包括想要發送實時業務的實時站和發#力業務的盡力站，所述設備包
拾用于由主要實時站周敝送實時接入才射e^而定義循環的才狹；用于為所 述網絡中itl^發送實時業務的每個站射eJ頃序號的^;用于基于分酉ei^站的 順序號定4該處來自irt^占的包在循環開始^被傳送的固定4M嘗時間，從而 建立不同實時站發送實時包的順序的微，所述設備進一步包括用于由缺 發送實時業務的站收聽業務一段預定時間段的模塊；用于如果所i^U^斤述收 聽推斷已經有發送實時接入才封己的主要站，則由所i^占基于已^fe發送實時業 務的實時站的數量M—個順序號的模塊。
這樣，可以實現^ 、本發明的一個實施例^f亍調度的設備。 ^fjl^一個實施例，提l個實時站，用于在無線網絡中調度業務，其中所 述網絡包括^"發送實時業務的實時站和發#力業務的盡力站，所述實時站 包括
:;基于分
-間，從而建立不同實時站發送實時包的順序的才執，所述實時站進一步
包括用于由想要發送實時業務的站收聽業務一段預定時間段的模塊；用于如
^;斤it^yj斤述收聽推斷已經有發送實時接入才朽己的主要站，則由所ii^基于 已經在發送實時業務的實時站的數量^:一個順序號的模夾。
這樣，可以實現^^、本發明的實施例的方案調;1其包的實時站。
^J 、一個實施例，提^""種計^^f聘，包^i十^^^^V馬裝置，當所
述禾i^在計^Kb^行時適于^^亍依照本發明的實施例的方法步驟。


圖1示意性示例了依照iWM的調度。
圖2示意性示例了^f、本發明的一個實施例的調度。
圖3示意性示例了^^M本發明的一個實施例的調度。
圖4示意性示例了^ 、本發明的一個實施例的調度。
圖5示意性示例了^^ 、本發明的一個實施例的調度。
圖6A和6B示意性示例了^^ 、的一個本發明實施例的調度。
圖7示意性示例了^ 、本發明的一個實施例的調度。
圖8示意性示例了mm本發明的一個實施例的調度。
M實施方式
^m^下4^L明的實施侈'l^前，先闡明^^下皿中#^^1的一些^^。 ACK確認
BE盡力(在我們的上下文中指802.11業務)
MAC ^W入控制
NAV 網^S己矢量
QoS 服務質量
RAM 實時接入椒己
RT 實時
SIFS短幀間間隔
AIFS 4壬意幀間間隔
^f^ 、一個實施例，有一個包括n個站的網絡，其中nrt利用^^M本發明的 實;^例的i^i試;^制;SMC送的實時(RT)業務，nbe n - nrt是傳統的M盡 力(BE)業務的802.11站。所有n個站都在同一個沖突域中，竟爭接入信道。 不損失-^^性，可以認為所有都發iO^—個共同的目的地，如熱點的接入泉 (AP)。但是，也可以在自組織網絡或單獨沖突域網絡中沒有變^^W^1協議 或機制。圖2示例了^ 、本發明實施例的一些差本方面。
如圖2所示，有一個周期循環(具有預定時間^JL的時間幀)，其由可被 稱為實時接入才射己(后面^k^C稱為RAM)的信標信號或狄定義。這個RAM 由特定的(主要)實時站周m^^^l送，從而定義可以發送包的特定"循環"。
在某種意XJl，"循環，，可以被認為是其中存在著定義好的結構的"虛幀"。換
句話說，可以說"循環"是這樣一個時間間隔，其中實時傳^it循特定的定義 好的和重復的模式或順序。
^ 、一個實施例，^建立特定的傳,度(其至少在某^^JLh是固定 的)，仿應這個傳輸調度，來自不同實時站的包由特定的實時站發iliil轉發。
錄圖2中由A-B-C-D的順序指示，即首先，有來自站A的發送包，然 后狄自站B，然后是C，然后來自D的包。這個順序相對于"循環，，的開始 是固定的，如圖2中右手#第二循環中指示的A-B順序所看到的。
^ 、一個實施例，如果為實時包預留的RT時隙被對應于這個RT時隙(例 如由于圖2所示的^l十對包B的靜默抑制)的站跳lt，隨后的站(i^X是站C ) 占用這個RT時隙。
^ 、一個實施例，圖3示意性示出了兩個RAM (循環)之間的時間段被 分為兩^分， 一個用于實時傳輸，另一個用于盡力業務。
^ 、一個實施例，為了〗^RT蘇之間的^5HH^a保護BE業務不受it/1 影響，RT站^^定的時間間隔("循環，，)中只^^]一個高優先級的RT時隙。 同一個循環中來自那個站的額外RT包得到BE (盡力)優先級(與BE業務 //H^爭用)。這些包可以由盡力實時(BE-RT) ;J^示， 一個這樣的包(包C 上方的包A)在圖3中示出。
以上提到的實施例的各方面可以總結如下
.為了獲得有保證的接入優先級，實時站在它們中以分布的方式建立傳棚
彭頃序。
.為了處g些節點間的循環^I度同步，而不需要在AP有^f可變化，"主 要"站發送周期預留接入標e^RAM)。
-為了膽與BE (802.11)站沖突，實時站通過具有更高的接入優先級(基 于按照當前JMt發送的RT ^!t量的順序號)而在^f^TBE (802.11)站奪取信 道之前進行傳送。
.為了重新使用空的預留的RT時隙(如^^1具有靜默抑制的詔音編解碼器 時)，當一個實時站^it預留的傳輸RT時隙(圖l中的B)，它的^fe脊占用 RT時隙，為BE站制造更大的空間。
.為了保護BE業務的不受過;l影響，RT站4^定的時間間隔只^JU —個
高優先級RT時隙，而同一個循環中來自那個站的其它RT包只獲得BE優先 級。
可以實現前述的方面和機制，同時4緣完全的后向綠性時，即對于與依 照本發明實施例的實時站共存的802.11站,沒有改變需求。實時站可以發送 一個"正斧，包，這個^j"于BE站Ait明的，例如其在802.11e包頭的ToS字 段標識它為RT包。標識為RT包允許主要站容易地升級活動R站的T表。而 且，RAM組可以是"正常的"802.11包，所以不需要可能毀壞絲!i的特殊 處理。
在后面將要描述一些進一步的實施例。 首先條肖微詳細iW釋自組織建立階段。
在實時站開始傳送實時包之前，它在給定的持續時間收聽信道。如^Lil 個時間期間它沒有接收RAM，它是開始實時B的第一個站。接下來，這個 ^#^皮稱為主要站。
主要站^f尋不每T時間廣播RAM包，以用同步方式為所有RT淑旨械 循環的開始。用高優先M^送RAM,例如在SIFS (短的幀間間隔)和用tslot 或t—slot表示的一個IEEE 802.11時隙的4M嘗后(802.11b的SIFS = 10/^ , tslot =20/")。這可以確保RAM總祐給予最高優先級，所以沒有盡力包能占用 RAM的位置，從而保證循環的持續時間(由兩個RAM之間的時間定義)是 常數。
主要站連續地收聽信道以通M實時站加入的時間。識別^J 、一個實施例 的實時站的包，例如，通過IPToS (服務類型)字段。這樣，主要站能維護所 有激活實時站的一個表，包括它們的MAC地iit^順序號i (這#^在下面稍
微詳細地描述)，凈ic^許傳送的包的數量和它們實時包所需要的傳輸時間。另
夕卜，^ 、一個實施例，各自站的最后實時包傳輸時間被^M^下來。應該注意到， %，其它站也應維護這才—個表以預防M成為主要站的情形(這#^在
下面稍微詳細iikJ^^it個情形)。主^"站廣M于實時站iirt的總婆:信息，允 i^^個RT站傳送的包的數量和通過RAM每個循環vf^i^斤有實時包所需的總 時間ttot。如^^斤有實時站發送它們的包，如圖4示意性示出的，所需的總傳 輸時間是
ttot- (2nrt + l) SIFS+ (nrt+ 1) teolt + nrttack + tram+SUM (tdata, i)RAM的傳輸持續時間(tram )、數據包的傳輸持續時間(tdata， i)和ACK 的傳輸持續時間(tack)^于當前信道數據率，因此可育^jt變化。
為了維護與傳統的802.11設備的絲性，>^ 、一個實施例，RAM是凈荷 中具有特定信息的正常802.11數據幀。由于它^/"播發送，其它站不進行確認。
傳統站不知道時間間隔("循環")的概念，并且可能不肯^#環結束之前 完成它們的包傳輸，從而占用下一個循環，持續時間為AT。在這種情況下， 主要絲以厶T ^i^送RAM,在持續時間T - AT(縮短了 BE業務時間段) 之后調度下一個RAM以4M嘗這個g。這樣，平均看來，時間間隔T保持不 變。但是這意PM完整的循環T不肯M皮專門用于實時傳輸。因此，分段tguard 必須##為未預留，以允許T實際狄的變化，從而有^Mf循環分為兩部分， ^分可發送實時包，""^分預留用于盡力傳輸。最壞的情況下，在循環結束 之前不久盡力站開始發送數悟包，并iUl該,于信iti4率(ch肌nelrate)、 最小包大小和T未逸當i經tgurad。tguard的另一個積45^I是RT站 不使用總的信it^量，即BE站不會受到itl影響。
在后面#^肖微詳細地解釋順序建立和準許控制機制。
如果實時站想要加入，并且不Ai要站，它首先得檢查T中是否有足夠的 傳輸時間可用以敘內它的實時包。^ 、一個實施例，如果
ttot + tguard + 2 SIFS + tslot + tack + tdata s T ，其中，
ttot-總共需要的傳輸時間，如上面定義的
tguard =用于預留盡力業務的保護時間間隔
2SIFS-2x短幀內間隔
tslot =使用的IEEE 802.11變體中定義的時隙(例如IEEE 802.11a、 IEEE 802.11b、 IEEE802.11g)
tack = MAC確i人的傳^T持續時間 tdata =數據傳輸時間
然后實時站可以加入。否則，不得不制止傳輸實時包，利用BE優先級爭 用。i^i自組織準許控制，其有^k^r查目前為止預留的時間(ttot + tguard) 加上想要加入的站的傳輸所需的時間是否超過循環*續時間T。
^MM夸要稍微詳細:^述^^一個實施例分^憤序號的方式。主要站具有 順序號l。新加入的實時站通過簡單^M^之前由主要站在RAM中么*的實時
站總數nrt加上1 iM^得它自己的順序號i (i = 1 ， 2......)。具有順序號i的一
個實時站為隊列中它的第一個&iyf^個非隨才A^卜償時間tback， i= (i-l) tslot。附給隊列中的其它包的4M^i^ill增1，直到到達允i朽亥站在RT時間 段期間傳送的包的數量為止。以描述的方式選擇^M嘗導致給定的傳輸順序，避 免實時站間的沖突。但是有個小的可能I"生，M兩個站同時加入，因jtbi4擇同 樣的^hf嘗。于是這#^導致沖突(通過缺少ACK檢測到)。為了解決這個沖突， 兩個沖突的站等候一個持續時間rT (r是隨才;L^lt如1和10之間)，然后再 嘗W口入。
如前面提到的，^R—個實施例，在RT時間段期間允i恃個RT站預留 多個RT時隙m，而不是只有一個(m-l的情形)。在這樣的情況下，這個主 要力Wii告所有RT站的順序號和每個站的預留RT時隙數量。特定站STAi 選擇的4M嘗AIFS—i^f紐用到錄隊列中等待的它的第一個包。允許這個 STAi傳送的剩余(m-l)個包將獲得遞增的蜂M嘗AIFSj+l， AIFS_i+2，......，
AIFS_i+ (m-l)。這樣，有可育^t過為不同站分配不同數量的預留RT時隙 iMt理其不同的通信量需求。
在后面將稍微詳細地解釋重新^^]和后向^性。
一旦實時站已經(發itil)接收RAM，允許它傳送實時包。如^^1^'J RAM時實時包已^^沖中等待，則在信道空閑AIFS ( =SIFS + tslot)時間 后，實時站開始減少它的詳卜償。如果另一個實時站JE^傳送，凍結彬嘗，直到 信道重新變為空閑為止。因此，如果所有實時站在4ti'jRAM時M沖中;l^ 包，則傳送任何兩個連續的實時包時它們之間有空閑時間AIFS。這種情況在 圖4中示出。可以看到，后來的RT包之間的時間是SIFS + tslot。這同樣適用 于同 一個RT站生成的包。
圖5也示例示出了來自站A的兩個包、來自站B到D的一個^^沖器 中等待、其中包B被跳過的情況下的RT時隙重復使用。可以看到不是包C ^^代它的位置，而是包D^R^為包C預留的位置。
如^t接^1] RAM時實時站沒有包準a，則其i^iiii一輪。于是順序 中的后續站將在前一傳輸后下一個進行傳送，空閑時間為AIFS+tslot。這意 味著后續的包實際占用了為之前的包預留的RT時隙，除了額外的空閑時間段 SIFS+tslot (其必須被^i;則，以實際確定調度的包已經凈妙近并iL^面的包可
以減少它的^M嘗以承擔它的角色)。通常，如絲權每循環傳送一個包的k個
連續站在RAM ^控制不發送RT包，則兩個包之間的空閑時間變為SIFS 十ktslot。換句"^i兌，第一個包(具有順序號1并來自在主要^^首妙入 RT業務的站的包)具有對應于一個telot的4hf嘗，具有順序號2的下一個包(來
自在主要^后第二個加入rt業務的站)具有2個tsiot的^M嘗，^tyy^。
接4ti'J的RAM^的每個檢測到的空閑時隙^^沖器中等待的&皮轉發以 減少它的4hf嘗，直到它已經到達零，從而該包可以被發送，由J:kJ'Jii^大空閑 時間AIFS + ktslot。
對于較大的k (或nrt),這個空閑時間可能比傳統802.11站的DIFS (其 對應于ACK和BE包之間的最小時間)要長。這意味著，如a大可能空閑 時間大于DIFS，這導致RT和BE站之間可能的沖突，因為有可能BE站可能 逸戰空閑RT時隙之一中，而RT包仍舊還等待M沖器中。為了i^這樣， ^ 、圖6A和6B示意性示出的一個實施例，通知可能占用RT時隙的BE包它 們應該等待一段時間、直到清楚沒有具有有^U頃序號、用于實時傳輸的實時包 還等待M沖器中為止。為了這個目的，>^^、一個實施例，除了具有最高順序 號的站外，所有實時站都在它們的包中將持續時間字段(以iM傳統802.11站 的網^^配矢量NAV) iM為2 SIFS + tack + (nrt - station_index+l) tslot。 這樣，對于每個RT站只有一個RT時隙預留的情況，實時包的持續時間字段 可以被設置為能夠iS^盡力包可以捕^7這個或它^的實時包預留的RT時 隙的這才—個持續時間。對于站有多于一個RT時隙預留的情況，該公^it個 ^L應用，并且變得有點復雜，即2SIFS + tack + tslot* (所需RT時隙的總數 一 (SUM (RT_slots—required_by_STA—i， for =1 to (station_index-l))十當前 循環中的number_of_packets_already_transmitted—by_sta—index) +1 )。這意 味著，對于為具有索引i的站預留的RT時隙和所有它g的站(具有更高索 引直到最高索引)，這種方式可以防止它們被BE包占用。這里應該注意到，tslot 是通常比為RT包預留的RT時隙小得多的802.11時隙的M。換句"^i兌，通 常，RT時隙與802.11時隙(tslote)的數:l^目等。而且應該注意到，RT時隙 的總數由SUM (REQUIRED—SLOTS BYSTAJ其中i=l-nrt)給出，其中nrt 是實時站的數量。如果每個RT站只有一個RT時隙，nrt等于需要的RT時隙 的總數。如果RT站需要多于一個RT時隙，主^"站在RAM中不M送RT
站的數量，而JL^iil,皮預留以^f吏RT站J^角選擇它們的4M嘗的RT時隙的總數。 這樣，盡力^#控制不進行傳送，直到具有緩沖包的所有實時站已經傳送。 同樣,需要在RAM中將持續時間字段iM為SIFS + (RT時隙的總數+1 Xslot。 持續時間字段被實時站忽略。換句^i兌，實時接入^i己中的M時間字段被設 置為對應于所有實時站的累計州嘗時間的持續時間，以i^盡力站占用已經分 酉ei^實時站的RT時隙。
在后面#^更詳細,述#^一個實施例怎#(^ BE業務和^J司的7〉 平性。
站可以在兩個連續RAM (在一個'循環，，中)之間的任意時間錯用絲 收實時包。^-個循環中的(一個給定站的)最初m個包^S己高優先級，如 前面所描述，例i魂過為它們分配一^4十對該^ML^許在單個RT時間段期間 傳送的包lt量的遞增^M嘗序列(AIFS—i， AIFS—i + l， AIFS_i + 2，...)，表示 為m。但是，如果(同一個站)的第(m + l)個包在同一個循環期間到達， 它要么直4^皮排隊直到下一個RAM，要么與BE在同樣的情況下爭用(如圖 7所示)。這樣的"降級"包以下被稱為BE-RT包。 一到欠聽到新的RAM,具 有4等待的BE-RT包的站"提升"它回到高優先級以在RT時隙中發送。提 升BE-RT包具有如下優點
.i^同一個流的^4 MAC層重新排序。
.不g等待傳送BE-RT包的隊列中的RT包被傳送。
^ 、一個實施例，允許RT站每個時間間隔只發送m個RT包。額外的 RT包"降級"到BE-RT優先級以與802.11站平等竟爭。
通it^許m個RT包由特定3沐輸,不同站的不同名"土量需求問題可以被 解決。這個機制以這樣的方式工作，即三個RT站發送一個單獨的RT時隙/ 幀(從系統的現泉絲)等同于一個單獨的RT站發i^個連續的RT時隙/ 幀。
這可通過讓每個RT站利用不同的連續4M嘗"預留"幾個(m) il^ RT時 隙簡單地實現。這M過一個蔣的實例來解釋。例如，讓我們考慮省庫嫂送 m=3個連續包的站A。對于FIFO隊列中的第一個包，相關的^M雑將是 AIFS_A，對于FIFO隊列中的第二個包，相關的^hft^將是AITS—A + l*tslot， 對于FIFO隊列中的第三個包，相關的^h^(t將是AIFS—A + 2*tslot，似匕類
推。也1bli兌，在A佳月它所有三個RT時隙的情況下，站A的包將被傳送， 而包之間的間隔為AIFS一A。
在主要站側，其相應,加在信標中通知的"RT時隙的數量"，因而新到 來的RT站^4^it當的新州雑。當收聽到來自itkiiL不在由主要站處理的地 址列表中的站的RT包(指定為802.11報頭中的一類新包)時，主要站^r測 到新加入的站。它M過收聽新站;^送的i^ RT包的婆:J^r測與新站相關的 m值。從下一傳標，主要^1W始向每個站廣播(advertise)順序號和循環 /RT時隙數(應理解， 一個RT時隙相當于一，留的發送包的^U，J,因此RT 時隙不具有固定時間"j^變)。
因此，來自一個RT站(將被降級的)的"附加的/額外的，，RT ^示狄 過m &/幀(而不是1 ^/幀)的程度。例如，如果同一個站A具有相關值m = 3,將允許在單獨一幀中最多傳送3個RT包。如^一個時間幀的開始有4 個包，它將在RT間隔期間傳送3個包，而第四個包將遵循傳統的802.11過程 #力間隔期間4^U言ii"^入。
后面將描^^#^文預留的機制。
如果實時站已經完成它的會活，之前預留的資源必須被釋改。如果站在 pT持續期間(p是對所有站有效的預定義 ，例如100 )中沒有發送實時包， 則主^i占假設它已經完成它的實時^。然后主要站在下一個RAM中將這個 事實和已經離開的站的順序號一^Et知給其它實時站。那么，具有更高順序號 的所有實時站可以在隊列中逐個遞減它們的第一個包的非隨才A^卜償。
如勤占在大于pT的時間必殳有發送實時包，盡管它i^殳有完成它的實時 會活，它也必須如上面所描述的那樣重新加入，之后才能傳送下一個實時包。 可逸地，它可以在它的非激活時段期間以(p-l) T的間隔發送保活消息(沒 有凈荷的實時包)。
如果主要站 ^結束它的實時會話，它將它仍將廣播的剩余RAM的數量 加到最后j (例如10)個RAM。這樣，其它實時站知道它們需要_減少其順序 號的時間。而且，具有順序號2的實時站于;l^道它需要^^旦主要^f壬務的時間。
在后面，將 #^本發明實施例的實時站的一些特 ^1度機制。單獨 循環和&變T的時間幀已經^紛為兩個時段l)用于實時包的保證時間段，2)
用于盡力業務的基于傳統802.11爭用的時間段，M可以被盡力實時包使用。 實時幀結構保證每個實時站i將能棘T秒至少發送mi個數據包。假i綜沒 有信道錯誤的單獨沖突域中， 一個網絡包括nrt個實時站和nbe個盡力站，從 而他們都能夠以理想情況J^目收聽，除非有包沖突，即兩個和多個站同時傳輸。 ^ 、一個實施例的實時站于是共享下面的特性。
1. 在網絡初始化階段期間，每個實時站M送它的第一個包之前，從 接收的RAM獲得其它實時站的翁:量nrt和允許它們每*送的包的數量，或 者將其自身選為主要站(即nrt是零)。新的實時i^J 、其順序號(i = RT時隙 總數+1)選^個非隨才/^M雑tback， i = (i -1) tslot。
如果實時站在接Jji^ RAM時有^JL^它的緩沖器中等待，則在SIFS后 信道空閑時，它開始倒計數它的4M^。這樣，如^^斤有RT站在接WJ RAM 時有正在它們緩沖器中等待的包，則兩個連續RT包之間的空閑時間是1個 tslot。否則，如果^yti^個循環發送一個包的k個連續站在RAM后控制不 發送RT包，則兩個包之間的空閑時間變為SIFS + k tslot。
2. RT站忽略802.11包頭中的持續時間字段。
3. 當站在循環中發送它的第一個包時，它i殳置它的持續時間字段為 2SIFS + tack + tslot* (1 + SUM (P需要的RT時隙數量—i, i-輛索引至i = 最后站索引))t,這樣傳統802.11站不在實時時間段減少它們的4M嘗計數器。 因jtb^續時間字^7、被非實時站考慮來iM它們的NAV。
4. 如果允許的m個包已錄當前循環或時間幀中傳送,并JL^傳滅 沖器中有一個和多個包，則嘗^^力時間段傳iHil些實時包，但只;O:到在 T的下一個RAM之前。 一到欠聽到新的RAM,則隊列中的下m個盡力實時 包#皮"^升回實時 寸。
^^、本發明的一個實施例可以包括下面的特點
.對于RT時隙的重新^JU, ^^]固定^f嘗(作為定時器)，給BE業務更 多"空間"。
.^JU NAV在時間上推送802.11站，以允i^f封可數量的RT站的實時調度。 4M嘗的連續選擇，要么通ill^聽主i淺么收聽賄RT通信，以允許絲 的調度。
.主要站選擇
.包"降級"(如^￡過)和'提升"(如果新的周鵬環開始)，而不itl影 響BE業務。
圖8示出一個^f呈圖，其示出>^^本發明的實施例的機制的辦。它以從 應用接收包開始，如果不是RT包，它將被以BE模式轉發。
如果已經有一個主要站，則存在來自RAM的關于5W RT ^t量和RT 時隙總數的指示，于是，如果準許檢查表示有充足時間容納另外的RT站，那 么相應^k^擇順序號(利用增量l)。否則包以BE模式轉發。
如果新^^循環中不A^—個，它作為BE包竟爭，否則持續時間字段被 設置為掀BE包，并且依照該順序(順序號和之前預留的RT時隙數量)選擇 州嘗。
如果降級的包不育^皮傳送，它將4皮再一次升級，順序4f再一次凈皮i殳置。 如果等待RAM導致超時，順序號被減少，如果它于是iiiU，則該站變 為新的主要站。
4^頁域技^Mv員將能理)^^前描述的實施例可以由硬件、軟件或者軟件和 硬件的組合來實現。與本發明實施例有關的才執和功能可以作為微處理器和計 #^幾的，^分來實現，微處理器^i十^^U適于可編程，例々喻照連同與本 發明實施例解釋的方法去執行。實現本發明實施例的裝置可以例如包^it于可 被編程的網絡中的一個節點和單元，這樣它能夠完威^^發明實施例中描述的實 時傳輸。
^ 、本發明的一個實施例，提^"i十^^^^,或者^^在數據載體中， 或者在某些方面由物理裝置收錄，例^i己WMl傳W^洛，當其在計^^Aji ^Vf亍的時候能^f吏計^N^照之前描述的實施例，。
本發明實施例可以例如由網絡中的節點或網絡中任f可實體來實現，網絡可 以被編程以^^之前描述的業務調度機制進e^ft。
權利要求
1、一種用于在無線網絡中調度業務的方法，其中所述網絡包括想要發送實時業務的實時站和發送盡力業務的盡力站，所述方法包括由主要實時站周期地傳送實時接入標記從而定義循環；為想要發送實時業務的所述網絡中的每個站分配順序號；基于分配給站的順序號，定義在該處來自此站的包在循環開始之后被傳送的固定補償時間，從而建立不同實時站發送實時包的順序，所述方法的特征在于進一步包括由想要發送實時業務的站收聽業務一個預定時間段；如果所述站從所述收聽推斷已經有傳送實時接入標記的主要站，則所述站基于已經在發送實時業務的實時站的數量假定一個順序號。
2、 如權利要求l的方法，進一步包括如果所iii占^y^斤述收聽推^i^殳有傳送實時接入才朽己的主要站，則所艦 ^^旦所iii要站的角色a始發送實時接入才斜己。
3、 如權利要求l的方法，進一步包括 為每個站射己每個循環的RT時隙最大數量；基于分酉e^站的順序號和允許M送的RT時隙的lt量，定^Cjfe循環開始 之后傳#自jtb^的包的一系列固定^M嘗時間，從而建立不同實時站發送實時 包的順序。
4、 如權利要求1的方法，其中所述實時接入才朽己包括當前J^所述網絡 中發送實時業務的^lt量和每個站預留的RT時隙的數量的指示，以及基于已^E^送實時業務的實時站的數量，為新邁iS^發送實時業務的實 時站遞增地分配新的順序號。
5、 如^5U'〗要求1的方法，進一步包括將所述循環分為用于其中可調度實時包的實時業務的部分^ML預留用于 盡力業務的部分。
6、 如權利要求l的方法，其中如^力站沒有在具有持續時間T的循環結束之前完成M輸，從而占用 下一個循環的一^分AT，則下一個實時接入才朽己的發^i^AT，并且下 一個循環的持續時間縮短至T - AT。
7、 》w^U'J要求1的方法，進一步包括如果來自實時站的包不^^基于所艦的順序號分gei^它的RT時隙，則 1^的站占用所述RT時隙。
8、 H5U，J要求1的方法，其中實時站在每個循環只^M定義數量的RT時P求，進一步的包被"降級"并以 盡力模狄送。
9、 力4WJ要求8的方法，其中如果,的包不負t^^定的循環發送，它 在下一個循環中再一次升級。
10、 如^U'J要求1的方法，進一步包括在新的實時站開始發送實時業務之前，檢查到目前為止預留的用于實時傳 輸的時間和到目前為止預留的用于盡力業務的時間加上新站業務所需的傳輸 時間的總和是否^it循i^續時間，并且如^lit^斤述機時間，以盡力模i(A^斤述新站發i^斤觸務， 如彩更有超it^斤述持續時間，允許所述新站加入雞實時站作為進一步的 實時站。
11、 如權利要求l的方法，進一步包括將實時接入^i己中的持續時間字段iM為對應于循環中^一個RT站/ 包的剩余4卜償的持續時間，以^盡力站占用已經凈#酉嫩實時站的RT時隙。
12、 如權利要求l的方法，進一步包括將實時包中的持續時間字段設置為能夠it^盡力包可捕獲為這個或它隨 后的實時包預留的RT時隙的持續時間。
13、 一種用于在無線網絡中調度業務的設備，其中所述網絡包括itg^發送 實時業務的實時站和發錄力業務的盡力站，所述設備包括用于由主要實時站周期地傳送實時接入才朽2^而定義循環的模塊； 用于為所述網絡中^^發送實時業務的每個站分酉。頃序號的才狹； 用于基于分配給站的順序號定義在該處來自此站的^循環開始^被傳送的固定^hf嘗時間，從而建立不同實時站發送實時包的順序的*，所述設備進一步包括用于由想要發送實時業務的站收聽業務一段預定時間段的模塊； 用于如果所i^WJ斤述收聽推斷已經有傳送實時接入才朽己的主要站，則由所it^基于已經在發送實時業務的實時站的數量M—個順序號的模塊。
14、 一種用于在無線網絡中調度業務的實時站，其中所述網絡包括^J^發 送實時業務的實時站和發#力業務的盡力站，所述實時站包括用于基于分配給所述站的順序號定義在該處來自此站的^t循環開始之 后被傳送的固定^hf嘗時間，從而紅不同實時站發送實時包的順序的*，所 述實時站進一步包括用于由想要發送實時業務的站收聽業務一段預定時間段的模塊；用于如^/斤實時ii^^;斤述收聽推斷已經有傳送實時接入才封己的主要站， 則由所iBi基于已經在發送實時業務的實時站的數量M—個順序號的模塊。
15、 如權利要求14的實時站，進一步包括
16、 一種計勒財沐包樹勒MI^碼裝置，所述餅在計勒;iub^行時適于^f亍^M權利要求1方法的步驟。
全文摘要
一種用于在無線網絡中調度業務的方法，其中所述網絡包括想要發送實時業務的實時站和發送盡力業務的盡力站，所述方法包括由主要實時站周期地發送實時接入標記從而定義循環；為想要發送實時業務的所述網絡中的每個站分配順序號；基于分配給站的順序號，定義在該處來自此站的包在循環開始之后被傳送的固定補償時間，從而建立不同實時站發送實時包的順序，所述方法的特征在于進一步包括由想要發送實時業務的站收聽業務一個預定時間段；如果所述站從所述收聽推斷已經有發送實時接入標記的主要站，則所述站基于已經在發送實時業務的實時站的數量假定一個順序號。
文檔編號H04W74/04GK101350754SQ20081014467
公開日2009年1月21日 申請日期2008年3月21日 優先權日2007年3月23日
發明者喬爾格·溫德默爾, 伊瑪德·阿德, 菲利普·霍夫曼, 路易斯·羅耶拉 申請人:株式會社Ntt都科摩