在媒體訪問控制處理器中處理多媒體信息包的系統和方法
2023-10-18 09:14:44 1
專利名稱：在媒體訪問控制處理器中處理多媒體信息包的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種在區域網(LAN)的媒體訪問控制(MAC)處理器中處理多媒體信息包的系統和方法，尤其是涉及在無線LAN中的MAC處理器中處理多媒體信息包的系統和方法，使用此系統和方法，不僅可以傳輸在MAC層中處理的數據，而且可以實理處理話音或運動圖像。
無線LAN的普通MAC處理器使用CSMA/CA方法進行指數隨機重傳延時處理以進行數據傳輸。一旦檢測到媒體(站試圖將MAC協議數據單元(MPDU)發送到該媒體)正處於忙狀態，則進行指數隨機重傳延時過程。重傳延時過程由隨機重傳延時時間方程選定。重傳延時定時器由媒體空閒的時隙進行減數。當媒體處於忙狀態時，重傳延時定時器停止。當檢測到媒體空閒時間長於分布式幀間間隔(DIFS)時重傳延時定時器重新開始減數。一旦重傳延時定時器為零即開始數據傳輸。
傳輸MPDU後，站讓另一個MPDU進行上述的重傳延時過程。在此，需要確保站具有公平和相等的機會去訪問媒體。當有多個站正在等待且已經進行了隨機重傳延時過程時，通過隨機函數選中最小等待時間的站在訪問爭先中勝出。
上述方法在先入先服務原則的基礎上能保證公平的訪問，因為在爭先中失敗的站在下一個DIFS後再次等待並且比其它第一次參與重傳延時的站具有更短的重傳延時延遲時間。
圖1為圖示傳統無線LAN中的MAC處理器的重傳延時過程的框圖。
如圖1所示，進行重傳延時過程以使等待了較長時間的站能具有更多的機會來訪問信道。在爭先中失敗的站的等待時隙減少。如果先進行RTS/CTS消息交換，則僅當2個或多個站選擇同一時隙時才會出現衝突。然後，這些站以爭先窗口值重新進入爭先狀態，該爭先窗口值以指數級增長。
例如，如果某一站想要發送數據但是信道已被佔用，則該站必須等待直到前一用戶使用完畢。一個DIFS時間過去之後，位於重傳延時窗口中的時隙被隨機地選擇。
之後，已選擇初始時隙的站開始傳輸。僅當2個或多個站選中同一時隙時才出現衝突。由於其它站已選擇初始時隙而在爭先中失敗的站將重傳延時計數器凍結。在接下來的爭先中，在上一次爭先中失敗的站獲得較高的優先度，因為它僅需等待剩餘的時隙。
如上所述，在傳統的無線LAN中，進行允許有一定延遲量的隨機重傳延時過程以進行數據傳輸。當傳輸話音或運動圖像時，數據傳輸將常常由於延遲而被延緩。另外，在傳統的隨機重傳延時方法中，[根據傳輸速度隨機地確定傳輸優先度可能會顯著影響吞吐量。]因此，在傳統的無線LAN中，事實上由於這些問題而不可能實時處理話音或運動圖像數據。
為了實現上述目的，根據本發明的優選實施例，位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理系統包括動態重傳延時訪問模塊，它為具有較高優先度的信息包設置重傳延時定時器，使得在傳輸其它信息包之前傳輸這個具有較高優先度的信息包；優先度搶先模塊，它根據動態重傳延時訪問模塊中確定的優先度先傳輸具有較高優先度的信息包；雙緩衝器模塊，它根據優先度搶先模塊的控制存儲和傳輸要在無線LAN中傳輸的信息包。
優選地，動態重傳延時訪問模塊為具有較高優先度的信息包設置的重傳延時時間短於為其它具有較低優先度的信息包設置的重傳延時時間。
更為優選地，動態重傳延時訪問模塊在傳輸前按照運動圖像，話音和其它數據的順序確定要在無線LAN中傳輸的信息包的傳輸優先度。
更為優選地，優先度搶先模塊使具有高優先度的運動圖像或話音能夠搶佔雙緩衝器模塊中被普通數據信息包佔據的部分。
更為優選地，如果無線LAN中有運動圖像或話音信息包要傳輸，優先度搶先模塊延遲數據信息包的傳輸，先傳輸這些運動圖像或話音信息包，然後傳輸被搶先的數據信息包。
更為優選地，雙緩衝器模塊包括第一緩衝器模塊，它存儲並管理在動態重傳延時訪問模塊的重傳延時過程之前接收到的數據信息包；第二緩衝器器模塊，它存儲並管理被搶先的數據信息包，此數據信息包等待在具有更高優先度的信息包傳輸之後被傳輸。
為了實現上述目的，根據本發明的優選實施例，位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法包括如下步驟當在普通數據信息包的傳輸中輸入了具有更高優先度的信息包時，延緩某些數據信息包的傳輸並且先處理具有更高優先度的信息包；將搶先於其它數據信息包的傳輸的更高優先度的信息包傳輸出去，同時，單獨地存儲被搶先的數據信息包；和在將具有更高優先度的所有信息包傳輸出去之後讀出並且傳輸所存儲的被搶先的數據信息包。
優選地，被搶先的數據信息包被存儲在雙緩衝器模塊中單獨的緩衝器區。
更為優選地，被搶先的數據信息包的傳輸過程包括如下步驟基於排隊技術，為排在所存儲的被搶先數據信息包中當前要求傳輸的其它數據信息包之前的數據包設置更短的重傳延時時間；確定是否所有具有高優先度的信息包已被傳輸；在高優先度的信息包已全被傳輸出去的情況下，在當前要求傳輸的數據信息包的傳輸之前先將被搶先的數據信息包傳輸出去；和在所有的被搶先數據信息包被傳輸之後將當前要求傳輸的數據信息包傳輸出去。
根據本發明的優選實施例，位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法還可以包括如下步驟按照運動圖像，話音和普通數據的順序設置將要被傳輸的信息包的優先度，並為具有更高優先度的信息包設置更短的重傳延時時間。
圖2為圖示根據本發明的優選實施例的無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息處理的結構的框圖。
圖3為圖示根據本發明的優選實施例的無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法的流程圖。
圖4為圖示圖3中的動態重傳延時訪問模塊工作的框圖。
優選實施例詳述以下對附圖所示的根據本發明優選實施例的無線LAN中MAC處理器的多媒體信息包的處理進行詳細的說明。
根據本發明的優選實施例，如圖2所示，位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理系統包括動態重傳延時訪問模塊10，優先度搶先模塊20和雙緩衝器模塊30。
動態重傳延時訪問模塊10按照(例如)運動圖像，話音和其它數據的順序設置要在無線LAN中傳輸的信息包的優先度，並且使信息包能按照指定的優先度順序傳輸。由於傳統的隨機重傳延時過程不適合此目的，本發明中，在檢查環境時預先確定的高優先度信息包可以具有更短的重傳延時時間，以更早地傳輸。換句話說，具有高優先度的信息包(例如運動圖像信息包或話音信息包)具有比數據信息包更短的重傳延時時間。結果，可以比傳統的隨機重傳延時過程更為有效地進行實時傳輸。
更為特別地，如果無線LAN中的信息包為數據信息包，則動態重傳延時訪問模塊10進行隨機重傳延時過程。相反，如果要傳輸高優先度信息包(例如運動圖像信息包或話音信息包)，則使用根據一定的規則設定優先度的方法，而不是使用隨機爭先窗口(CW)方法。因此，具有更高優先度的信息包被先傳輸。
優先度搶先模塊20使雙緩衝器模塊20中被普通數據佔據的部分被具有更高優先度的信息包(例如運動圖像信息包或話音信息包)爭用，此更高的優先度是在動態重傳延時訪問模塊10中確定的。
傳統的隨機重傳延時方法中，在運動圖像或話音實時傳輸的情況下，運動圖像或話音必須無延緩地傳輸。因此，如果任何此類要進行實時傳輸的信息包進入無線LAN，這些信息包必須立即無任何延遲地傳輸。然而，如果沒有足夠的空間用於此類運動圖像信息包或話音信息包的傳輸，相關的信息包將等待直到具有足夠的空間。這種等待導致了傳播延遲的增加。為了克服傳統方法的這種問題，優先度搶先模塊20暫時推遲允許一定延遲量的數據信息包的傳輸並且將此信息包存儲於雙緩衝器模塊30中。然後，優先度搶先模塊20首先傳輸相關的運動圖像信息包或話音信息包。所有的此類信息包傳輸完之後，再傳輸被搶先的數據信息包。
雙緩衝器模塊30根據優先度搶先模塊20的控制存儲信息包並且傳輸此信息包。雙緩衝器模塊30包括第一緩衝器模塊31，它存儲和管理在重傳延時過程之前接收到的數據信息包，以及第二緩衝器模塊32，它存儲和管理等待在高優先度信息包(例如運動圖像信息包或話音信息包)傳輸之後進行傳輸的被搶先的數據信息包。
以下參照圖3的流程圖對根據本發明優選實施例的位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法進行說明。
首先，動態重傳延時訪問模塊10按照運動圖像，話音和普通數據的順序設置要在無線LAN中傳輸的信息包的優先度。動態重傳延時訪問模塊10為運動圖像信息包或話音信息包設置比普通數據信息包更短的重傳延時時間，其中運動圖像信息包或話音信息包是具有比普通數據信息包更高的優先度的信息包。
因此，當存儲在雙緩衝器模塊30的第一緩衝器模塊31中的數據信息包通過佔據給定的時隙而被傳輸時，動態重傳延時訪問模塊10確定是否有任何具有更高優先度的運動圖像或者話音信息包輸入(S10)。
如果在步驟S10中確定沒有比正在傳輸的數據信息包具有更高優先度的運動圖像或話音信息包輸入，則動態重傳延時訪問模塊10試圖以傳統的重傳延時過程同樣的方式進行媒體訪問。優先度搶先模塊20根據動態重傳延時訪問模塊10的訪問控制使存儲在雙緩衝器模塊30的第一緩衝器器模塊31中的數據信息包能被傳輸(S12)。
另外，如果步驟S10中確定有比正在傳輸的數據信息包具有更高優先度的運動圖像或話音信息包輸入，如圖3所示，動態重傳延時訪問模塊10為此類高優先度運動圖像或話音信息包設置比數據信息包更短的重傳延時時間。優先度搶先模塊20使此類高優先度的運動圖像信息包或話音信息包搶先於存儲在雙緩衝器器模塊30的第一緩衝器器模塊之中的數據信息而佔到時隙。因此，延緩了此類數據信息包的傳輸(S14)。
之後，優先度搶先模塊20將被搶先的數據信息包存儲在雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中，此信息包的傳輸在步驟S14(S16)中被推遲，並且傳輸在步驟S14(S18)中搶到時隙的高優先度運動圖像信息包或話音信息包。
其後，確定是否所有相關的運動圖像信息包或話音信息包都已由步驟16(20)傳輸。如果傳輸已完成，則傳輸存儲於雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中的數據信息包(S22)。
為了防止存儲於雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中的數據信息包的傳輸發生顯著的傳播延遲，動態重傳延時訪問模塊10為存儲於雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中的被搶先的數據信息包採用排隊技術。換句話說，先排隊的數據信息包獲得比其它存儲於雙緩衝器模塊30的第一緩衝器模塊31中的數據信息包更短的重傳延時時間。因此，優先度搶先模塊20使存儲於雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中的被搶先的數據信息包能夠搶佔相關的時隙，並且在存儲於雙緩衝器模塊30的第一緩衝器模塊31中的其它數據信息包之前傳輸。
如上所述，根據本發明的優選實施例，在無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法通過按照運動圖像，話音和其它數據的順序設置優先度，從而在傳輸數據信息包之前先傳輸實時運動圖像或話音信息包，當輸入了更高優先度的信息包時，延緩允許一定延遲量的數據信息包的傳輸，而先傳輸實時運動圖像信息包或者話音信息包，從而使得本發明能夠比傳統的隨機重傳延時方法更為有效地傳輸實時數據。
另外，根據本發明的優選實施例，位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法延緩允許一定延遲量的數據信息包的傳輸，以先傳輸運動圖像或話音之類的實時多媒體數據，其中被延緩的數據信息包存儲於雙緩衝器模塊30的第二緩衝器模塊32中，並且，所有的運動圖像信息包或話音信息包都被傳輸後，根據重傳延時過程，被延緩的數據信息包將在存儲於雙緩衝器模塊30的第一緩衝器模塊31中的其它數據信息包之前被傳輸。
如果在數據傳輸期間輸入了實時運動圖像信息包或話音信息包，則推遲允許一定延遲量的數據信息包的傳輸，並且通過上述步驟先傳輸運動圖像或話音信息包。結果，在傳輸期間無延遲地傳輸實時數據成為可能。
上述的位於無線LAN中的MAC處理器的多媒體信息包處理方法的實施例僅僅是示例性的，並不構成對本發明的限制。對於本領域技術人員，很顯然可以有許多替換，修改和變化。
權利要求
1.一種無線區域網(LAN)中的媒體訪問控制(MAC)處理器的多媒體信息包處理系統，包括動態重傳延時訪問模塊，用於根據信息包的優先度設置信息包的重傳延時定時器，以在無線LAN中先傳輸更高優先度的信息包；優先度搶先模塊，用於按照動態重傳延時訪問模塊所確定的信息包的優先度順序，先傳輸更高優先度的信息包；雙緩衝器模塊，用於根據優先度搶先模塊的控制，存儲和傳輸要在無線LAN中傳輸的信息包。
2.根據權利要求1所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理系統，其中動態重傳延時訪問模塊為更高優先度的信息包設置比低優先度的其它信息包更短的重傳延時時間。
3.根據權利要求1所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理系統，其中動態重傳延時訪問模塊按照運動圖像，話音和普通數據的順序，預先設置要在無線LAN中傳輸的信息包的優先度。
4.根據權利要求1所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理系統，其中優先度搶先模塊使具有更高優先度的運動圖像信息包或話音信息包能夠搶佔雙緩衝器模塊中被數據信息包佔據的部分。
5.根據權利要求1所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理系統，其中優先度搶先模塊在無線LAN有任何要傳輸的運動圖像信息包或話音信息包時推遲數據信息包的傳輸，首先傳輸此類運動圖像信息包或話音信息包，然後傳輸被搶先的數據信息包。
6.根據權利要求1所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理系統，其中雙緩衝器模塊包括第一緩衝器模塊，存儲和管理在動態重傳延時訪問模塊的重傳延時過程之前接收到的數據信息包；和第二緩衝器模塊，存儲和管理在具有更高優先度的信息包的傳輸之後等待傳輸的被搶先的數據信息包。
7.一種無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理方法，包括如下步驟如果輸入了更高優先度的信息包，則延緩無線LAN中正在傳輸的數據信息包的傳輸並使更高優先度的信息包能搶先於數據信息包而傳輸；同時存儲被搶先的數據信息包和傳輸更高優先度的信息包；和所有的更高優先度的信息包被傳輸後，讀出並傳輸所存儲的被搶先的數據信息包。
8.根據權利要求7所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理方法，還包括步驟按照運動圖像，話音和普通數據信息包的順序設置要在無線LAN中傳輸的信息包的優先度，並為更高優先度的信息包設置更短的重傳延時時間。
9.根據權利要求8所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理方法，其中被搶先的數據信息包被存儲在雙緩衝器模塊的單獨的緩衝器區中。
10.根據權利要求8所述的無線LAN的MAC處理器的多媒體信息包處理方法，其中傳輸被搶先的數據信息包的步驟包括如下步驟在應用於所存儲的被搶先數據信息包的排隊技術的基礎上，為先排隊的數據信息包設置比其它要傳輸的數據信息包的重傳延時時間更短的重傳延時時間；確定是否所有的搶先於其它數據信息包的更高優先度的信息包已被傳輸；如果所有的更高優先度的信息包已被傳輸，則使被搶先的數據信息包具有比其它要傳輸的數據信息包更高的優先度，並傳輸這些被搶先的數據信息包；和在被搶先的數據信息包傳輸完後，傳輸其它的數據信息包。
全文摘要
本發明涉及一種LAN中MAC處理器的多媒體信息包的處理系統和方法,特別涉及無線LAN中MAC處理器的多媒體信息包處理系統和方法,它不僅處理通常在MAC層中進行的數據傳輸而且實時處理話音或運動圖像數據。它推遲允許一定延遲量的普通數據的傳輸,並且在普通數據信息包之前傳輸運動圖像信息包或話音信息包。被推遲的數據信息包被存儲在雙緩衝器模塊的第二緩衝器模塊中。當所有運動圖像信息包或話音信息包被傳輸後,基於重傳延時過程,存儲在雙緩衝器模塊的第二緩衝器模塊中的被推遲的數據信息包在存儲於雙緩衝器模塊的第一緩衝器模塊中的等待的數據信息包之前被傳輸。因此,可以無延緩地傳輸實時運動圖像信息包或話音信息包。
文檔編號H04L12/56GK1362816SQ0113868
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月28日 優先權日2000年12月28日
發明者金昊均 申請人:Lg電子株式會社