用於無線區域網的語音包調度方法
2023-05-18 20:59:16 2
專利名稱：用於無線區域網的語音包調度方法
技術領域：
本發明一般涉及一種無線區域網(WLAN)系統。更具體地講，涉及一種在WLAN系統中保證語音包傳輸可靠性的調度方法。
背景技術：
考慮到WLAN系統的快速普及，正在進行的對支持諸如語音呼叫的實時服務的研究剛剛起步，所述實時服務對延遲非常敏感。無線網絡市場的快速增長導致在1997年實施了用於WLAN系統的電氣電子工程師協會(IEEE)802.11標準。IEEE 802.11標準描述了WLAN系統介質訪問控制(MAC)層和物理(PHY)層的規範。IEEE 802.11WLAN使用雙通道訪問機制操作，即，分布式協調功能(DCF)模式和點協調功能(PCF)模式。DCF模式是基於載波監聽多路訪問/衝突避免(CSMA/CA)的通道訪問機制，而PCF是基於輪詢機制。
DCF模式以分布方式運行，是WLAN的基本通道訪問機制。然而，在DCF模式下難以保證服務質量(QoS)。因此，當WLAN必須傳輸實時通信業務時，會出現嚴重的問題。通常，典型的WLAN系統有11Mbps的帶寬，能夠在DCF模式下非常限制性地支持網際網路語音協議(VoIP)。因此，DCF是一種難以滿足在實時通信業務中要求的QoS的機制。
PCF模式是在IEEE 802.11WLAN系統中用於傳輸實時通信業務的另一選擇，是一種基於中央控制支持語音服務的合適機制。
圖1是用於解釋在IEEE 802.11標準中定義的DCF和PCF模式操作的概念圖。
在PCF模式中，需要點協調器(PC)作為中央控制部。儘管網絡中任何節點都可以作為PC，但在被設置為包括接入點(AP)的基礎網絡的系統中，所述AP一般起PC的作用。
系統在PCF模式下運行的時間是非競爭周期(CFP)，而系統在DCF模式下運行的時間是競爭周期(CP)。超級幀包括CFP和CP。每個CFP從信標幀傳輸開始，CFP和CP是交替的。在預定的時間，PC生成信標幀B，它由CFP重複間隔(CFPRI)參數來定義並確定目標信標傳輸時間(TBTT)。CFP的長度由可用通信業務的大小和輪詢列表來確定。PC可以在最大持續時間(CFPMaxDuration)期間或最大持續時間之前終止CFP。
然而，由於輪詢列表調度機制沒有在IEEE802.11標準的PCF模式中被詳細定義，所以關於輪詢列表調度機制的研究在進行中。
可考慮將傳統的輪轉機制用於PCF模式調度。然而，由於以相同的方式處理語音和數據通信業務，特別是，輪轉算法在高負載的環境下生成較長的包延遲，並且有很高的丟掉機率，所以輪轉機制效率低。
為了解決處理延遲問題，各種基於輪轉的調度機制被提出。然而，已提出的機制無法滿足對輪轉機制的缺點包延遲和丟掉機率的改進，以應用於WLAN中的實時通信業務傳輸。
發明內容
本發明的目的在於至少充分地解決上面的問題和/或缺點，而且至少提供下面的優點。因此，本發明的目的在於提供一種在WLAN系統中為諸如VoIP的實時通信業務提供可靠QoS的調度方法。
本發明的另一目的在於提供一種通過最小化平均包傳輸延遲和包丟失機率來提供可靠的語音呼叫業務的WLAN的調度方法。
根據本發明的一方面，提供一種調度方法，該方法包括由點協調器(PC)根據終端的通信業務類型，將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的初始值和最大值；確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的當前值是否小於最大值；如果當前值小於最大值，則將輪詢包發送到相關的延遲敏感終端；確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應於所述輪詢包的響應包；如果接收到響應包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數器初始化為0；如果沒有接收到響應包，則將延遲敏感終端的輪詢失敗計數器加1；確定是否存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端，則繼續輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端；在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之後，將延遲敏感終端的輪詢失敗計數器重新置0；和返回到輪詢每一延遲敏感終端的步驟。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特點和優點將會變得更加清楚，其中圖1是用於解釋在IEEE 802.11標準中定義的DCF和PCF模式操作的概念圖；圖2A是用於解釋根據本發明的在語音包調度方法中的優先輪詢模式下的輪詢處理的配置圖；圖2B是用於解釋根據本發明的在語音包調度方法中的常規輪詢模式的輪詢處理的配置圖；圖3是示出根據本發明的語音包調度方法的流程圖；以及圖4是示出根據本發明PC在圖3所示的優先輪詢模式下對終端的操作的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖來描述本發明的優選實施例。
圖2A和圖2B是用於解釋根據本發明的在語音包調度方法中的優先輪詢模式和常規輪詢模式下的輪詢處理的配置圖。如圖2A和圖2B所示，在根據本發明優選實施例的WLAN系統中的語音包調度方法中，終端被分類為兩組。即，要求延遲敏感通信服務的終端211，212，213和214被分類為延遲敏感終端組；要求延遲不敏感通信服務的終端221，222，223和224被分類為延遲不敏感終端組。
延遲敏感終端是要求不允許有傳輸延遲的服務的終端，所述服務諸如語音呼叫或視頻會議。延遲不敏感終端是要求延遲對其質量影響非常小的服務的終端，所述服務諸如網絡接入或文件傳輸。
在本實施例中，接入點(AP)110作為點協調器(PC)以兩種輪詢模式運行，即，優先輪詢模式和常規輪詢模式。
如圖2A所示，在優先輪詢模式中，PC 110激活每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數器PollFail。如果對每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢處理成功，則PC 110將每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數器PollFail重新置為0；如果對延遲敏感終端211，212，213和214的任何一個輪詢處理失敗，則PC 110將相關的輪詢失敗計數器PollFail加1。
在優先輪詢模式中，PC 110在包括在延遲敏感終端組中的延遲敏感終端211，212，213和214中，只繼續對輪詢失敗計數器PollFail的當前值小於預設的最大值PollFailMax的延遲敏感終端執行輪詢處理。
例如，如果PollFailMax是2，並且如果延遲敏感終端211，212，213和214中的終端213的輪詢失敗計數器PollFail的當前值是2，則PC110隻對除終端213以外的餘下的延遲敏感終端211，212和214執行輪詢處理。
如果在延遲敏感終端211，212，213和214中不存在其輪詢失敗計數器PollFail的當前值小於PollFailMax的延遲敏感終端，則PC 110將輪詢模式從優先輪詢模式改變為常規輪詢模式。
如圖2B所示，在常規輪詢模式中，PC 110繼續對延遲敏感終端211，212，213和214和延遲不敏感終端221，222，223和224執行輪詢處理。當完成對所有的終端輪詢時，PC 110將延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數器PollFail重新置0，並進入優先輪詢模式。
在優先輪詢模式或常規輪詢模式中，PC 110確定是否存在將被發送到輪詢處理已經成功的終端的數據，如果存在將被發送的數據，則PC 110將數據包和輪詢包發送到終端；如果不存在將被傳輸的數據，則PC 110隻將輪詢包發送到終端。
如果接收到輪詢包，並且如果存在將被發送的數據，則終端將數據包和確認(ACK)包發送到PC 110；如果不存在將被發送的數據，則終端僅將ACK包發送到PC 110。
圖3是示出根據本發明的語音包調度方法的流程圖。參照圖3，在步驟S310，PC根據要求的服務將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端，在步驟S320，PC初始化延遲敏感終端的輪詢失敗計數器(Fi＝0)和最大值(FMAX＝2)，在步驟S330，進入優先輪詢模式。這裡，i代表延遲敏感終端的索引。
當PC進入優先輪詢模式時，在步驟S340，PC在每個輪詢循環中確定是否存在滿足Fi＜FMAX的終端。如果不存在Fi＜FMAX的終端，則在步驟S350，PC進入常規輪詢模式。
圖4是示出根據本發明，PC在圖3所示的優先輪詢模式下對終端的操作的流程圖。
參照圖4，在優先輪詢模式中，在步驟S331，PC對每個滿足Fi＜FMAX的終端執行輪詢處理，並在步驟S332中確定輪詢處理是否成功。如果輪詢處理成功，則在步驟S334，PC初始化輪詢處理成功的終端的輪詢失敗計數器(Fi＝0)；如果輪詢處理不成功，則在步驟S333，PC將輪詢處理失敗的終端的輪詢失敗計數器加1。
在常規輪詢模式中，PC 110繼續對延遲敏感終端和延遲不敏感終端執行輪詢處理，如果對所有終端的輪詢處理成功，則PC將延遲敏感終端的輪詢失敗計數器重新置0，並進入優先輪詢模式。
如上所述，在根據本發明的語音包調度方法中，通過根據要求的服務對終端分類和根據終端的通信生成模式確定是否輪詢要求延遲敏感通信服務的終端，平均包延遲和丟失機率即使在高負載環境也可以被最小化。另外，可通過根據終端的通信業務類型，對實際上生成通信業務的終端授予優先權並以轉輪機制輪詢所述終端來保證在IP網絡中語音包傳輸的QoS。
儘管已經參照本發明某優選實施例示出和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
權利要求
1.一種通過無線通信系統的點協調器提供可靠的服務質量的調度方法，其中，所述無線通信系統包括多個終端和用於為所述終端提供網絡接入服務的所述點協調器，所述調度方法包括以下步驟根據終端的通信業務類型，將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的初始值和最大值；輪詢每個延遲敏感終端；確定是否存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端；知如果不存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端，則繼續輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。
2.根據權利要求1所述的調度方法，其中，輪詢失敗計數器的初始值是0。
3.根據權利要求1所述的調度方法，其中，輪詢每個延遲敏感終端的步驟包括確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的當前值是否小於最大值；如果當前值小於最大值，則將輪詢包發送到相關的延遲敏感終端；確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應於輪詢包的響應包；如果接收到響應包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數器初始化為0；和如果沒有接收到響應包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數器加1。
4.根據權利要求1所述的調度方法，還包括在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之後，對延遲敏感終端的輪詢失敗計數器重新置0；返回到輪詢每個延遲敏感終端的步驟。
5.一種通過無線通信系統中的點協調器提供可靠的服務質量的調度方法，其中，所述無線通信系統包括多個終端和用於為所述終端提供網絡接入服務的點協調器，這種調度方法包括以下步驟根據終端的通信業務類型，將它們分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的初始值和最大值；確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的當前值是否小於最大值；如果所述當前值小於最大值，則將輪詢包發送到相關的遲敏感終端。確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應於輪詢包的響應包；如果接收到響應包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數器初始化為0；如果沒有接收到響應包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數器加1；確定是否存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端，則繼續輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之後，對延遲敏感終端的輪詢失敗計數器重新置0；返回到輪詢每個延遲敏感終端的步驟。
全文摘要
一種調度方法，包括由點協調器(PC)根據終端的通信業務類型將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數器的初始值和最大值；輪詢每個延遲敏感終端；確定是否存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數器的當前值小於最大值的延遲敏感終端，則繼續輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。因此，可通過根據諸如語音呼叫服務要求嚴格的服務質量(QoS)的終端的通信業務模式，對實際上生成通信業務的終端授予優先權並以輪轉機制輪詢所述終端來保證在IP網絡中語音包的傳輸QoS。
文檔編號H04L12/28GK1897754SQ200610101309
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優先權日2005年7月15日
發明者張景訓, 金映秀, 周永行, 李建軍, 毛曙福, 曹志剛, 樊平毅 申請人:三星電子株式會社, 清華大學