為時間受限數據提供自由競爭服務質量的製作方法
2023-05-01 22:08:11
專利名稱：為時間受限數據提供自由競爭服務質量的製作方法
技術領域：
本發明與無線網絡相關，更具體地涉及為無線站點提供自由競爭的服務質量。
背景及相關技術計算機系統和相關技術影響了社會生活的許多方面。事實上，計算機系統處理信息的能力已經改變了我們生活和工作的方式。現在的計算機系統已經優於以前的人工操作的計算機系統，通常都能執行大量任務(例如，文字處理，行程安排，資料庫管理)。現在，計算機系統已經能夠相互連接形成有線計算機網絡或者無線計算機網絡，在該網絡上計算機系統能電通信共享數據。結果，計算機系統能執行包括通過有線/無線計算機網絡和一個或多個計算機系統進行電子通信在內的多種任務(例如，語音通信，閱讀電子郵件，電子會議，網頁瀏覽)。
例如，許多計算機系統能夠通過相應的有線連接(例如，五類雙絞線)連接到數據集線器上從而組成一個有線網絡(例如，一個乙太網網段)。同樣的，一些無線計算機系統(通常指站點)能夠通過相應的無線鏈路(例如，在無線接收機和無線發送機之間適當通信產生的)連接到無線接入點(「AP」)來組成無線網絡(例如，IEEE802.11的網絡)。甚至，數據集線器和/或者AP能連到其他的數據集線器、AP或者其他網絡設備上，例如，路由器，網關和轉換設備，形成更複雜的網絡(包括有線連接和無線鏈路)。
當計算機系統進行電子通信時，電子數據通常會通過一個協議棧，該協議棧對該電子數據執行操作(例如，打包，路由，流量控制)。開放系統互聯(「OSI」)模型就是一個用於實施協議棧的網絡框架的例子。OSI模型把傳輸電子數據的操作分成不同的七層，每層在數據傳輸時都執行特定的操作。雖然協議棧可能使用每一層，許多協議棧在網絡上傳輸數據時只是選擇性的操作幾層。
當數據從網絡上接收時，它首先進入物理層，然後向上傳入較高中間層，最終到達應用層。物理層，即最低的一層，負責把電子脈衝，光信號，或者無線電波轉化為比特流，反之亦然。在另一方面，當數據從計算機系統傳出時，它源於應用層，向下傳入較低的中間層，然後到達網絡。應用層，也就是最高的一層，負責支持應用和終端用戶處理，例如，電子會議軟體，電子郵件客戶端，網絡瀏覽器等等。
多數協議棧包括的中間層是數據鏈路層。數據鏈路層把數據包(從高層接收)解碼為比特流，提供給物理層使用，把比特流(從物理層接收)編碼為數據包，提供給高層使用。通常包括在數據鏈路層的子層有媒體媒體訪問控制層(「MAC」)，MAC使用協議把數據包傳到共享信道(例如，一個乙太網網段或者IEEE802.11的信道)。帶有衝突檢測的載波監聽多址訪問(通常稱為「CSMA/CD」)就是在有線乙太網絡通常使用的MAC層協議。
使用CSMA協議的計算機系統能在向媒體傳入數據之前檢測媒體(例如，有線乙太網網段)。當檢測到媒體忙時(例如，當另一個計算機系統正在傳輸時)，計算機系統就把它的傳輸推遲到稍後的時間。另一方面，當檢測到媒體空閒時，就允許計算機系統傳送。雖然CSMA協議非常有效，但總還是會有兩個計算機系統或者更多的計算機系統同時檢測到媒體空閒並同時向媒體傳送數據的可能。在有線乙太網網段，當發送計算機系統檢測到這種衝突時，計算機系統將進入一個重發階段。在重發階段時間內，每個檢測到衝突的要發送數據的計算機系統都在試圖重發前等待一個隨機時間(例如，部分基於指數延遲算法)。這就降低了計算機系統同時試圖重發的可能性。
然而這些衝突檢測機制在有線網絡上是有效的，它們在無線網絡的應用卻是受限的。部分上是因為不能確保所有跟AP通信的站點都能相互通信。例如，第一個無線站點可能在物理位置上位於AP範圍的邊界，第二個無線站點物理位置可能也在AP範圍的邊界，但是在第一個站點180度的地方。因此，雖然這兩個站點都在AP的範圍內，卻不在彼此的範圍內。因此，就有可能第一個站點檢測到無線信道空閒時而第二個站點正在無線信道上傳輸數據。如果第一個站點也傳輸數據的話就會和來自第二個站點的數據衝突，而導致從這兩個站點的數據惡化。此外，當和AP通信的站點增多時，不能相互通信的站點也相應增多，數據衝突的可能性也隨之增大。
相應的，無線網絡上的計算機系統可能使用分布式協調功能(「DCF」)來嘗試降低數據衝突。DCF機制通過要求站點檢測信道在DCF的幀間隙時間(「DIFS」)(802.11a規定為34微秒)加上一個隨機時間間隔可用，實現衝突的避免。當站點檢測到無線信道在DIFS加上一個隨機時間間隔空閒時就開始發送數據。通常，隨機時間間隔因不同的站點而不同。因此，在高隨機時間間隔的站點檢測到信道空閒之前，具有較低隨機時間間隔的站點檢測到信道空閒並開始發射數據。甚至，即使有一些站點被配置成相同的隨機時間間隔，在任意給定時間，具有要發送的數據的多個站點具有相同隨機時間間隔的機率仍然會降低。
一些類型的數據，例如基於網際網路協議(「IP「)的語音以及視頻流數據，都是時間受限的。也就是說，如果在規定時間內沒有傳出去，這些數據類型的值就減少。例如，每秒顯示十幀視頻流數據(相對每秒60幀而言)就會明顯的降低視頻流數據的可用性。另一方面，其他類型的數據，例如，文件傳輸數據和網頁數據，時間受限性就小。也就是，傳輸這些其它類型的數據能夠忍受某些時間延遲，而不會明顯的影響數據的可用性。例如，不管用十秒顯示一個網頁還是二十秒，網頁的內容最終都會被顯示。相應的，時間受限的數據和時間受限性小的數據同時競爭媒體接入時，給時間受限的數據優先權可能合適。
不幸的是，DCF對不同類型的數據同樣處理，不會給特定數據優先權。因此，每種類型的數據跟其他類型的數據在爭取無線媒體接入時同樣競爭。基於DCF隨機時間間隔，時間受限小的數據可能在時間受限大的數據之前接入到無線媒體，時間受限大的數據如果沒有比時間受限小的數據多一點優先權的話，它就會衰減的很明顯。相應的，有一些機制能夠給數據劃分優先權，根據數據類型給這種類型數據統計學上的優先選擇。
增強性DCF(「EDCF」)是一種優先權機制，能夠給一些特定數據類型優先選擇權。當應用要發送數據時，應用對和數據鏈路層連接的API指示數據的優先權。API把數據分配到八個隊列之一中，每個隊列對應特定優先權。EDCF通過要求站點在判優幀間隔時間(「AIFS」)加一個隨機時間間隔檢測信道可用來達到衝突避免。當一個站點檢測到無線信道在判優幀間隔時間加隨機時間間隔空閒時，站點就能發送數據。EDCF通過分配低的AIFS時間給高優先權隊列來達到高優先權的隊列有統計優先權。既然高優先權的隊列有低的AIFS時間，一個站點的高優先權的隊列在其他站點的低優先權的隊列之前檢測到無線媒體接入(能夠給無線媒體接入)的機會增加。
使用EDCF能給時間受限的數據分配到高優先權隊列，給時間受限性小的數據分配到低優先權的隊列。因此，高優先權數據在低優先權隊列之前接入無線媒體的可能性增大。然而，仍然有一個站點的高優先權的數據不得不和另一站點低優先權的數據競爭的可能(源於隨機時間間隔)。也就是，低優先權的數據仍然可能比高優先權的數據先得到無線媒體接入。甚至，兩個站點有同樣優先權的數據時，EDCF本質上和DCF沒有什麼不同。因此，為時間受限數據提供自由競爭服務的系統，方法，電腦程式產品很有利。
發明概要現有技術狀態中的上述問題由本發明的原理解決，它針對為高優先權數據(例如時間受限數據)提供自由競爭服務質量的方法，系統和電腦程式產品。許多站點通過公共無線鏈路和接入點通信。每個站點能把不同優先權的數據傳送到接入點上。例如，站點能夠傳送分配較高優先權的時間受限約束大的數據(例如，基於網際網路協議(IP)的語音數據和視頻流)，以及分配較低優先權的時間受限約束小的數據(例如，文件傳輸數據和網頁數據)。一些站點能配置成支持本發明原理，而另外一些站點不配置成支持本發明原理。
站點發送給接入點一個指示，指示該站點可能要通過連結到接入點的公共無線鏈路發送高優先權的數據。例如，站點發送給接入點一個指示，指示該站點即將要發送基於IP的語音數據。響應接收到該指示，接入點就選擇一個站點可以對接入公共無線鏈路進行檢測的時隙。選擇時隙以致站點不用和其他站點的低優先級數據競爭。
基於接入點支持站點的數量，短幀間間隔(「SIFS」)結束和低優先權數據的競爭窗口開始之間的時間量，時間間隔就能計算出來。例如，時間間隔能設置為等於SIFS結束和競爭窗口開始之間的時間除以所支持的站點的數目的時間商。給每個指示要發送高優先權數據的站點分配一個時隙，這個時隙是時間間隔的倍數。例如，如果時間間隔是1毫秒，發送1毫秒的時隙給指示高優先權數據的第一個站點，發送2毫秒的時隙給指示高優先權數據的第二個站點，等等。(然而，能基於站點要發送的數據類型而重新分配時隙)。相應的，即使指示高優先權數據的站點數量等於所有支持的站點數量，給每個站點分配的時隙也會在具有較低優先權數據的任何站點檢測公共無線鏈路可用性之前出現(即，在競爭窗口開始之間)。
接入點發送時隙給站點，站點從接入點收到時隙。隨後，站點從一個應用接收到該應用有高優先權數據要發送到接入點的指示。這個站點在接收到的該時隙檢測公共無線鏈路，確定公共無線鏈路是否空閒。當公共無線鏈路在接收時隙可用時，站點就發送高優先權數據。另一方面，當公共接入信道在接收時隙不可用時(例如，另一個有先前時隙的站點正在發送高優先權數據)，站點要延遲高優先權數據的發送。
本發明的其他特性和優點會在下面的描述中闡述，並且部分通過下面的描述將會清楚，或可以通過本發明的實施了解到。通過附加的權利要求所指出的設備和組合可以認識並獲得本發明的特點和優點。本發明這些和其他的特性在下面的描述和附加的權利要求中將變得更加明顯，或在後面闡述的本發明的實施中可以了解到。
附圖的簡要說明為了描述獲得本發明上述和其他的優點和特性的方式，將參照在附圖中顯示的特定實施例給出上面簡要描述的本發明的具體描述。應該理解，這些附圖描述的只是本發明的典型實施例，因此不能認為它就局限於這個範圍，通過使用附圖描述本發明的其他特性和細節，其中
圖1顯示一個本發明的原理的適當操作環境。
圖2顯示一個根據本發明原理，為高優先權數據提供自由競爭服務質量的示例性網絡結構。
圖3描述了根據本發明原理，用於為高優先權數據提供自由競爭服務質量的一個方法的示例性流程圖。
圖4是一個時序圖，描述了根據本發明原理的用於接入一個公共無線鏈路的站點檢測。
優選實施例的詳細描述本發明的原理為高優先權數據提供自由競爭服務質量，這些數據例如是時間受限數據。許多站點通過公共無線鏈路和接入點通信。接入點給指示可能發送高優先權數據給接入點的站點分配時隙。計算出時隙，從而使每個時隙在任何一個具有低優先權數據的站點檢測公共無線接入可用性之前(例如，在競爭窗口開始之前)發生。當一個站點的應用指示有高優先級數據發送到接入點時，這個站點在分配的時隙檢測公共無線鏈路，來決定公共無線鏈路是否正在使用中。如果公共無線鏈路在分配的時隙沒有被使用，站點就發送高優先級數據。另一方面，如果公共無線鏈路在分配的時隙正在使用(例如，當另一個有較小時隙的站點正在發送高優先級數據時)，站點就會延遲高優先級數據的發送。相應的，所有時隙都在對應低優先級數據的競爭窗口之前發生，高優先級數據能在有低優先級數據的站點檢測公共無線鏈路可用性之前被發送。
攜帶或者具有計算機執行指令或者在上面存儲的數據結構的計算機可讀介質，都包括在本發明範圍之內的實施例。這樣的計算機可讀介質，可以是任何可用介質，能被通用計算機系統或者專用的計算機系統訪問。通過舉例，但不是限制，這樣的計算機可讀介質能包括物理存儲介質，像RAM，ROM，EPROM，CD-ROM或者其他的光碟存儲器，磁碟存儲器或者其他磁性存儲設備，或任何其他能用來攜帶或者存儲計算機執行指令，計算機可讀指令，數據結構的形式的期望程序代碼，並能夠被通用計算機系統或者專用的計算機系統訪問的介質。
當信息在網絡上或者通過其他通信連接(有線，無線或者是有線、無線的組合)傳輸或者被提供給計算機系統，這個連接就可看作是計算機可讀介質。因此，任何這樣的連接可被認為是計算機可讀介質。上面的結合也包括在計算機可讀介質的範圍之內。計算機可執行或者計算機可讀指令包括，例如，導致通用計算機系統或者專用計算機系統執行某種特定功能或者功能組的指令和數據。計算機可執行或者計算機可讀的指令可以是，例如二進位，像彙編語言或者甚至是原始碼的中間格式指令。
在本說明書和隨後的權利要求中，計算機系統被定義為一個或者多個軟體模塊，一個或者多個的硬體模塊，或者它們的組合，能共同運行對電子數據執行操作。例如，計算機系統的定義包括個人計算機硬體模塊，也包括個人計算機的軟體模塊，例如個人計算機的作業系統。模塊的物理分布並不重要。一個計算機系統可以包括經網絡連接的一個或者多個計算機。同樣，計算機系統可以包括單個物理設備(像行動電話或者個人數字助理「PDA」)，它的內在模塊(像處理器和存儲器)一起工作在電子數據上執行操作。
本領域技術人員應當理解本發明可以在具有各種計算機系統配置類型的網絡計算環境中實施，這些配置包括集線器，路由器，無線接入點(「APs」)，無線站點，個人計算機，膝上型電腦，手持設備，多處理器系統，基於微處理或者可編程的消費者電子設備，網絡PCs，小型計算機，大型機，行動電話，PDAs，尋呼機等等。本發明也可用於本地和遠程的計算機系統通過網絡相連(通過有線，無線，或者是有線和無線的聯合)並都執行任務的分布式系統環境。在分布式系統環境裡，任務模塊可以位於本地和遠程計算機存儲設備裡。
圖1和下面的討論致力於給適合本發明實施的計算機環境提供總的，概括性的描述。本發明將在計算機可執行指令的通用環境中描述，例如計算機系統執行的程序模塊，但這並不是必需的。通常，程序模塊包括例程、程序，目標，組件，數據結構等，它們執行特定任務或者實施特殊抽象數據類型。計算機執行指令，相關數據結構和程序模塊代表用於執行在此公開的方法的動作的程序代碼裝置的例子。
參照圖1，用於本發明原理的適合的操作環境包括電話設備100形式的通用計算機系統。電話設備100包括用戶接口101，用戶接口101允許用戶通過用戶輸入接口103輸入信息，查看在用戶輸出接口102呈現的信息。例如，輸出用戶接口102包括用於呈現音頻信息給用戶的揚聲器104，以及顯示器105，用於呈現視覺信息給用戶。儘管可能不需要，電話設備100也可以有天線109。
用戶輸入接口103可以包括對電話設備100輸入音頻信息的麥克風106。另外，用戶輸入接口103包括撥號控制107，撥號控制107由12個按鈕表示，通過這些按鈕用戶可以輸入信息。用戶輸入接口103也包括導航控制按鈕108，導航控制按鈕108用來幫助用戶在顯示器105上顯示的不同條目和選項內操縱。
儘管用戶接口101有行動電話的外表，但是用戶接口101不可見的特點可能會有複雜靈活的通用處理能力。例如，電話設備100也包括處理器111，網絡接口180，存儲器112，它們通過系統總線110彼此連接並和用戶接口101相連。存儲器112通常代表各種易失的和/或者非易失存儲器，可以包括前面說的存儲器類型。然而，在電話設備100中用的特定的存儲器類型對本發明並不重要。包括一個或者多個程序模塊的程序代碼裝置可以存儲在存儲器112中。一個或者多個程序模塊可以包括作業系統113，一個或者多個應用程式114，其他程序模塊115，程序數據116。
電話設備100和網絡相連，例如，一個辦公室計算機網絡或者企業計算機網絡，內部網和/或者網際網路。電話設備100能和外部源無線交換數據，例如，遠程計算機系統和/或者網絡上的遠程資料庫。電話設備100包括網絡接口180，當適當的時候，網絡接口180能和天線109協作從外部源接收數據和/或者向外部源發射數據。
雖然圖1代表一個合適本發明的操作環境，但是本發明原理可以用在任何能使用本發明原理的系統，如果需要的話，可以適當修改這些系統。圖1中描述的環境只為說明性的，甚至決不表示可以實施本發明原理的多種環境的一小部分。
例如，本發明實施例也可以應用於膝上型電腦。膝上型電腦可以包括從輸入設備接收信息的用戶輸入接口，輸入設備例如是，鍵盤，麥克風，或滑鼠。膝上型電腦也能包括給本身的或者外部的視頻顯示設備提供視頻輸出信號的視頻輸出接口，視頻顯示設備例如是，彩色或者單色計算機顯示器。膝上型電腦還能包括給外部聲音輸出設備提供聲音輸出信號的聲音輸出接口，例如，揚聲器。
膝上型電腦還包括用來讀寫磁硬碟的磁硬碟驅動。磁硬碟驅動和磁硬碟能給計算機執行指令，數據結構，程序模塊，膝上型電腦的其他數據提供穩定的存儲。例如，磁硬碟能存儲一個或者多個包括作業系統，應用程式，程序數據的程序模塊。
膝上型電腦能連接到網絡，例如，一個辦公室或者一個企業計算機網絡，內部網，和/或者網際網路。膝上型電腦能和外部源以無線方式交換數據，例如，遠程計算機系統和/或者在此類網絡上的遠程資料庫。膝上型電腦能包括網絡接口，通過這個接口，膝上型電腦從外部源接收數據和/或者向外部源發送數據。
本發明的模塊以及相關數據可被存儲，並可以在和電話設備100(或者膝上型電腦)關聯的任何計算機可讀媒體接入。例如，這樣的模塊部分和關聯程序數據部分可以包括在作業系統113，應用程式114，編程模塊115，和/或者編程數據116中，在系統存儲器112的存儲中。當大存儲設備，例如，磁硬碟，和電話設備100(或者膝上型電腦)或它的一部分連接時，這樣的模塊和相關編程數據可以存儲在大存儲設備中。在網絡環境中，所描述的和電話設備100關聯的編程模塊，或者它的一部分，能存儲在遠程存儲設備中，例如，系統存儲器和/或者和遠程計算機系統聯繫的大存儲設備。這樣的模塊的實施可以在前面描述的分布式環境裡執行。
圖2表示根據本發明原理的示例性網絡結構200，其利於為高優先權數據提供自由競爭服務質量。網絡結構200包括通過公共無線鏈路282連接到接入點205的站點211，站點212，站點213。接入點205也通過鏈路234連到網絡235上。鏈路234可以是連接接入點205和其他網絡設備的無線或者有線鏈路，例如，包括在網絡235內的其他接入點，路由器，集線器等。網絡235實質上可以是任何類型的網絡，例如，區域網，廣域網，或者甚至是網際網路。
網絡結構200的一些站點，例如，站點211和站點212，能夠基於數據類型對數據來分類(下文中稱為「能對數據分類的站點」)。能對數據分類的站點包括能檢測和不同類型數據相關連的分組類型的分類模塊。當應用指示有數據要發送給接入點時，相應的分類模塊就能接收到對應該數據的數據分組，檢測數據分組的類型。例如，站點211和212分別有分類模塊241和242。分類模塊241和242就能分別檢測對應從應用221和222發送的數據的分組類型。基於檢測數據分組類型，分類模塊至少能推測分類，例如，應用將要發送的基於IP的語音數據，數據流，文本傳輸數據，或者網頁數據等。例如，當分類模塊檢測到一個實時流協議(「RTSP」)分組，分類模塊可以對包含RSTP分組的數據分類為視頻流和/或者聲音數據。一個分類模塊能基於數據的時間受限程度，把數據分配到一個隊列。例如，分類模塊能給時間受限程度高的數據，例如基於IP的語音數據或者視頻流分配高優先級的隊列基於IP的語音數據。在另一方面，分類模塊能給時間受限程度低的數據，例如文本傳輸數據或者網頁數據，分配低優先權的隊列。
相應的，分類模塊241可以給基於IP的語音數據分配高優先權隊列245H，給文本傳輸數據分配低優先權隊列245L。比基於IP的語音數據時間受限程度小，但比文本傳輸數據(例如，視頻流)時間受限程度大的數據可以分配給中間優先權隊列245M。同樣的，至少部分基於時間受限程度，分類模塊242能將數據分配到高優先權隊列246H，中間優先權隊列246M，低優先權隊列246L。當合適的時候，數據就能從隊列中通過網絡接口傳送給接入點。例如，高優先權隊列245H或者246H裡的數據能分別通過網絡接口231或者232傳送到接入點205。在隊列之間的三個句點序列(即，一個省略號)表示在網絡結構200中清楚描述的隊列中還能設置具有適當優先權的一個或者多個其它隊列。例如，一個比低優先權隊列246L優先權高但比中間優先權隊列246M優先權低的隊列能設置在低優先權隊列246L和中間優先權隊列246M之間。
網絡結構200中的其他站點，例如，站點213，可能不能基於數據類型對數據分類。例如，當應用213有數據要發送給接入點205時，數據可以直接傳送給網絡接口233。相應的，在網絡結構200中，可能有一個或者多個能夠數據分類的站點，還有一些不能對數據分類的站點。每個站點都能通過公共無線鏈路282和接入點205通信。
圖3表示一個利用本發明的原理為高優先權數據提供自由競爭服務質量的方法流程圖300。方法300參照在網絡結構200中的站點和接入點來討論。
方法300包括一個功能性的，面向結果的步驟，用於當站點不得不和低優先權的數據競爭時被分配時間(步驟308)。步驟308包括當站點不得不和低優先權數據競爭時，為了被分配時間而進行的任何相應的行為。然而，像圖3中所示的那樣，步驟308包括指示接入點要發送高優先權數據的步驟(步驟301)。步驟301包括站點計算機系統通過公共無線鏈路向接入點計算機系統指示，要發送高優先權數據到接入點計算機系統。
例如，站點211(或者站點212)能向接入點205指示站點211(或者站點212)要通過公共無線鏈路282向接入點205發送高優先權數據。高優先權數據可以是被分類為時間受限性強(當和其他低優先權數據比較時)的數據。相應的，配置成能分類數據的站點，可以指示要向接入點發送高優先權數據。
方法300包括站點要發送高優先權數據時的接收(步驟305)指示步驟。步驟305包括接入點計算機系統接收站點計算機系統要通過公共無線鏈路向接入點計算機系統發送高優先權數據的指示。例如，接入點205能接收站點211(或者212)要通過公共無線鏈路282要向接入點205發送高優先權數據的指示。
方法300包括當站點不必和低優先權數據(步驟309)競爭時，一個用於分配時間的功能性的面向結果的步驟。步驟309包括當站點不用和低優先權數據競爭時，用於分配時間的任何相應步驟。然而，在圖3所示，步驟309包括基於已經被接入點支持的能對數據分類的站點的數目，為站點選擇時隙的相應步驟(步驟306)。步驟306包括基於已經被接入點計算機系統所支持的能對數據分類的站點計算機系統的數量，接入點計算機系統選擇時隙。例如，接入點205能基於目前接入點205支持的能對數據分類的站點的數量為站點211或者站點212選擇時隙。
當站點計算機系統檢測接入公共無線鏈路而不用和來自其他站點計算機系統的低優先權數據競爭時，時隙代表一個固定時間。時隙可以是多個時間間隔，時間間隔可以基於接入點能支持的能對數據分類站點的數量以及在短幀間隔(SIFS)結束和競爭窗口開始之間的時間間隔而計算出來。例如，參照圖4，時間間隔452表示這種時間間隔的例子。固定時間可以設置為等於該時間間隔除以支持數據分類的站點的數量的商。例如，如果接入點支持5個能對數據分類的站點，有30毫秒的時間間隔，那麼固定時間就是6毫秒。
相應的，第一個指示要發送高優先權數據到接入點的站點可以分配到的時隙等於，和在兩個最遠的站點之間單向的最大傳輸延遲函數的時間間隔的一倍。第二個指示要發送高優先權數據到接入點的站點可以分配到的時隙等於這個時間間隔的兩倍。依此類推，站點被分配時間間隔的增加的倍數，例如，3倍，4倍，5倍等，直至支持的能對數據分類的站點的數量。相應的，可以分配時隙，從而在響應低優先權數據的任何競爭窗口開始之前每個分配時隙發生。基於改變的網絡環境或者來自特定站點的更高優先權數據被賦予優先接入公共無線鏈路，這個站點能重新分配時隙。
步驟309也包括了向站點發送選擇的時隙的相應步驟(步驟307)。步驟307包括接入點計算機系統向站點計算機系統發送選擇時隙。例如，接入點205能給站點211或者站點212發送選擇的時隙。接入點205能時不時的給連接到接入點205的站點發送信標分組。信標分組中包括對應當前接入點205所支持的能對數據分類的站點的時隙。
步驟308從接入點接收時隙的相應步驟(步驟302)。步驟302包括從接入點計算機系統接收時隙的站點計算機系統。例如，站點211或者站點212能從接入點205接收時隙。時隙能從接入點發送的信標分組中接收到。例如，站點211能從接入點205發出的信標分組中得到時隙。信標分組包括用於接入點205所支持的每個能對數據分類的站點的時隙。站點211能從信標分組內識別它的對應時隙。站點211能配置網絡接口231在站點211有高優先權數據要發送時，在識別的該時隙去檢測公共無線鏈路282的可用性。
方法300包括接收應用有高優先權數據要發送給接入點的指示的步驟(步驟303)。步驟303包括站點計算機系統接收應用要向接入點計算機系統發送高優先權數據的指示。例如，分類模塊242能接收從應用222來的一個或者多個數據分組。分類模塊242能對包含在數據分組(例如，基於檢測的分組類型)中的數據分類為時間受限性比較強數據(例如，基於IP的語音數據)。相應的，分類模塊242能給數據分配到高優先權隊列246H。
方法300包括步驟，在接收的時隙檢測公共無線鏈路來判斷公共無線鏈路的可用性(步驟304)。步驟304包括在接收時隙，站點計算機系統檢測公共無線鏈路連接可用性。例如，站點212能在接收的時隙檢測公共無線鏈路282來判斷公共無線鏈路282的可用性。如果在接收的時隙公共無線鏈路282可用，站點212立刻向接入點205傳輸數據。因為時隙本質上確保是在對應低優先權數據的競爭窗口之前發生，所以高優先權數據得到公共無線鏈路的機率就增大了。另一方面，如果公共無線鏈路282在接收到的時隙不可用，站點212就不發送數據。當有先前時隙的站點正在發送數據時，公共無線鏈路282可能在使用中。
圖4是一個時序圖400的例子，這個時序圖400顯示了站點根據本發明的原理來檢測公共無線鏈路的可用性。時序圖400描繪了站點211，212和213檢測公共無線鏈路282(例如，一個IEEE802.11的信道)。站點211和站點212(他們有分類數據的能力)已經被分配了時隙(例如，被接入點205分配)。給站點211分配了時隙432，給站點212分配了時隙434。時隙232，用「△x「表示，等於時間間隔(例如，通過接入點205支持的能對數據分類的站點數目和時間間隔452計算出來)的一倍乘積。時隙234，用「2△x「表示，等於時間間隔的兩倍乘積。
當站點211有高優先權數據要發送時，站點211在SIFS401(對IEEE802.11a來說是16微秒)加上時隙432的時間周期之後，檢測公共無線鏈路282的可用性。例如，正像接入檢測421所描述的，站點211檢測公共無線鏈路282。當公共無線鏈路282可用時，站點211發送數據，用文字「TX Occur」表示。
當站點212有高優先權數據時，站點212在SIFS401加上時隙434的時間周期之後，檢測公共無線鏈路282。例如，正如接入檢測422所描述的，站點212檢測公共無線鏈路282。然而，因為站點411(有先前時隙的站點)已經在發送數據了，接入檢測422會檢測到公共無線鏈路282不可用，用文本「Channel Busy」表示。相應的，站點212會推遲到稍後時間發送高優先權數據。
在站點211的數據發送完成之後，公共無線鏈路282再次可用。因為站點211已經完成發送(因此沒有其他高優先權數據)，站點211不會立即檢測公共無線鏈路282。因此，在SIFS401加上時隙434之後，公共無線鏈路282仍然可用，用文本「No Data」代表。
因此，如果站點212有高優先權數據，站點212在SIFS401加上時隙434的時間周期之後檢測對公共無線鏈路282的接入。如接入檢測423所描述的，站點212檢測公共無線鏈路282的接入。由於站點211沒有發送高優先權數據，公共無線鏈路282可用。因此，站點212可以發射數據，如文本「TX Occurs」所表示的。
不支持數據分類的站點213至少要等待分布式協調功能幀間隔(「DIFS「)加上CWmin的時間。站點213也能等待在競爭窗口404之內的額外隨機時間。在額外隨機時間之後，站點213執行接入檢測424。在示例性時序圖400中，接入檢測424檢測公共無線鏈路282是否可用。然而，此時有可能其他有高優先權數據的站點，接入檢測424執行時公共無線鏈路282就被檢測為忙。因此，如果其他的站點有高優先權數據，這些有高優先權的數據在站點213執行接入檢測424之前被傳輸。相應的，高優先權數據不用和低優先權數據為了接入公共無線鏈路282而競爭。儘管站點213描述的是等待DIFS402的時間，DIFS402可以被其他類型的幀間隔所代替，例如，判優幀間隔(」AIFS「)(對IEEE802.11a來說至少34微秒)，集中協調功能幀間隔(」PIFS「)(對IEEE802.11a來說至少25微秒)，甚至是SIFS401。
本發明可以以其他具體的形式實施，而不脫離其精神和本質特徵。所描述的實施例應該僅被認為是說明性的，而不是限制。因此本發明的範圍由附加的權利要求而不是前面的描述來限定。所有在權利要求的等效方式的內涵和範圍內的變化，都包括在它們的範圍內。
權利要求
1.在通過公共無線鏈路可網絡連接到一個接入點計算機系統的一個站點計算機系統和一個或多個其他站點計算機系統中，一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，其中該站點計算機系統和這一個或者多個其他的站點計算機系統被配置為通過公共無線鏈路與接入點計算機系統交換數據分組，該數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該方法包括指示接入點計算機系統，站點計算機系統要通過公共無線鏈路發送高優先權數據給接入點計算機系統的動作；從接入點接收時隙的動作，該時隙是一個時間間隔的倍數，該時間間隔是至少部分基於接入點計算機系統支持的能對數據分類的站點的數量計算出來的，該時隙代表站點計算機系統對接入公共無線鏈路進行檢測的一個固定時間，這樣站點計算機系統不用和低優先權數據競爭；從應用接收有高優先級數據要發送到接入點計算機系統的指示的動作；在該時隙檢測公共無線鏈路以確定公共無線鏈路是否可用的動作。
2.如權利要求1所述的方法中，從接入點接收時隙的動作包括從包括該時隙的站點計算機系統接收數據分組的動作。
3.如權利要求2所述的方法中，從包括該時隙的站點計算機系統接收數據分組的動作包括接收信標分組的動作。
4.如權利要求1所述的方法中，從接入點接收時隙的動作包括接收一個時隙的動作，該時隙的選擇至少部分基於短幀間間隔結束和用於低優先權數據的競爭窗口開始之間的時間間隔。
5.如權利要求1所述的方法中，從接入點接收的時隙包含接收一個時隙的動作，該時隙會使站點等待短幀間間隔加上接入公共無線鏈路的時間間隔的倍數的時間。
6.如權利要求1所述的方法中，從一個應用接收有高優先級數據發送到接入點計算機系統的指示的動作包括檢測與對應較高優先權數據的數據有關的分組類型的動作。
7.如權利要求1所述的方法中，從一個應用接收有高優先級數據發送到接入點計算機系統的指示的動作包含接收數據有限制性較強的時間約束的指示的動作。
8.如權利要求7所述的方法中，接收數據有限制性較強的時間約束的指示的動作包含接收基於IP的語音數據的指示的動作。
9.如權利要求7所述的方法中，接收數據有限制性較強的時間約束的指示的動作包含接收音頻/視頻流數據的指示的動作。
10.如權利要求1所述的方法中，從一個應用接收有高優先級數據發送到接入點計算機系統的指示的動作包含，從數據分類模塊處接收指示的動作。
11.如權利要求1所述的方法中，從一個應用接收有高優先級數據發送到接入點計算機系統的指示的動作，包含把高優先權數據傳輸到高優先權隊列的動作。
12.如權利要求1所述的方法中，在該時隙檢測公共無線鏈路確定公共無線鏈路是否可用的動作，包含檢測到公共無線鏈路可用的動作。
13.如權利要求12所述的方法中，還包含響應檢測公共無線鏈路可用而啟動向接入點計算機系統發送高優先權數據的動作。
14.如權利要求1所述的方法中，在該時隙檢測公共無線鏈路確定公共無線鏈路是否可用的動作，包含檢測到公共無線鏈路忙的動作。
15.如權利要求14所述的方法中，還包含響應於檢測到公共無線鏈路不可用而推遲發送高優先權數據到接入點計算機系統的動作。
16.在通過公共無線鏈路可網絡連接到一個接入點計算機系統的一個站點計算機系統和一個或多個其他站點計算機系統中，一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，其中該站點計算機系統和這一個或者多個其他的站點計算機系統被配置為通過公共無線鏈路與接入點計算機系統交換數據分組，數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該方法包括分配該站點不必與較低優先權數據競爭接入公共無線鏈路的一個時隙的步驟，這樣高優選權數據在低優先權數據之前接入公共無線鏈路的機會大；從一個應用接收有高優先級數據發送到接入點計算機系統的指示的動作；在該時隙檢測公共無線鏈路判定公共無線鏈路是否可用的動作。
17.在一個可通過公共無線鏈路連接到多個站點計算機系統的接入點計算機系統中，一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，其中接入點計算機系統配置成在該公共無線鏈路上和多個站點計算機系統中的每一個交換數據分組，數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該方法包括接收一個站點計算機系統可能通過公共無線鏈路發送高優先權數據到接入點計算機系統的指示的動作；為站點計算機系統選擇時隙的動作，該時隙基於當前接入點計算機系統支持的其他能對數據分類的站點的數量，該時隙是該時間間隔的倍數並且代表站點計算機系統能對接入公共無線鏈路進行檢測而不用和來自其他站點的低優先權數據競爭的一個固定時間；發送選擇的時隙到站點計算機系統的動作。
18.如權利要求17所述的方法中，還包含計算時間間隔的動作，時間間隔至少部分基於接入點計算機系統支持的能對數據分類的站點的數量。
19.如權利要求17所述的方法中，還包含計算時間間隔的動作，時間間隔至少部分基於短幀間間隔結束和用於低優先權數據的競爭窗口開始之間的時間間隔。
20.如權利要求17所述的方法中，為站點計算機系統選擇時隙的動作包含基於已經被分配時隙的其他站點的數量選擇時隙的動作。
21.如權利要求17所述的方法中，為站點計算機系統選擇時隙的動作包含選擇一個時隙的動作，該時隙會使站點計算機系統在檢測接入公共無線鏈路之前等待短幀間間隔加上的時間間隔的倍數。
22.如權利要求17所述的方法中，給站點計算機系統發送選擇時隙的動作還包含發送含有該時隙的數據分組的動作。
23.如權利要求22中所述的方法中，發送包含時隙的數據分組的動作包含發送信標分組的動作。
24.在一個可通過公共無線鏈路連接到多個站點計算機系統的接入點計算機系統中，一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，其中接入點計算機系統配置成在該公共無線鏈路上和多個站點計算機系統中的每一個交換數據分組，數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該方法包括接收站點計算機系統可能通過公共無線鏈路發送高優先權數據到接入點計算機系統的指示的動作；分配該站點不必與較低優先權數據競爭接入公共無線鏈路的一個時隙的步驟，這樣高優選權數據在低優先權數據之前接入公共無線鏈路的機會大。
25.一種用於在站點計算機系統使用的電腦程式產品，該站點計算機系統和一個或多個其他站點計算機系統可通過公共無線鏈路連接到接入點計算機系統，其中該站點計算機系統和一個或多個其他站點計算機系統被配置成在該公共無線鏈路上交換數據分組，數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該電腦程式產品用於實現一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，該電腦程式產品包括一個或多個存儲有計算機可執行指令的計算機可讀介質，當一個處理器執行時會使站點計算機系統執行以下步驟指示接入點計算機系統，該站點計算機系統可能通過公共無線鏈路發送高優先權數據到接入點計算機系統；從該接入點接收一個時隙，該時隙是至少部分基於當前接入點計算機系統支持的能對數據分類的站點的數量計算的時間間隔的倍數，該時隙代表站點計算機系統能對接入公共無線鏈路進行檢測的一個固定時間，這樣該站點計算機系統不必和低優先權數據競爭；從一個應用接收該高優先權數據將被發送到給接入點計算機系統的指示；以及在該時隙檢測公共無線鏈路確定公共無線鏈路是否可用。
26.如權利要求26所述的電腦程式產品，其中一個或者多個計算機可讀介質是物理介質。
27.如權利要求25所述的電腦程式產品時，一個或者多個計算機可讀介質包括系統存儲器。
28.一種用於在接入點計算機系統使用的電腦程式產品，該接入點計算機系統可通過公共無線鏈路網絡連接到多個站點計算機系統，其中接入點計算機系統配置成在該公共無線鏈路上和多個站點計算機系統中的每一個交換數據分組，數據分組可能包含較高優先權數據，其具有比一個較低優先權的優先權數據高的優先權，該電腦程式產品用於實現一種用於為高優先權數據提供自由競爭接入公共無線鏈路的方法，該電腦程式產品包括一個或多個存儲有計算機可執行指令的計算機可讀介質，當一個處理器執行時會使接入點計算機系統執行以下步驟接收一個站點計算機系統可能通過公共無線鏈路發送高優先權數據到接入點計算機系統的指示；為該站點計算機系統選擇一個時隙，該時隙基於當前接入點計算機系統支持的能對數據分類的站點的數量，該時隙是時間間隔的倍數並且代表站點計算機系統能對接入公共無線鏈路進行檢測而不用和來自其他站點的低優先權數據競爭的一個固定時間；以及發送選擇的時隙到站點計算機系統。
29.如權利要求28所述的電腦程式產品，還包含計算機可執行指令，當被處理器執行時，使接入點計算機系統執行以下步驟基於接入點計算機系統能支持的能對數據分類的站點的數量以及在短幀間隔結束和低優先權數據用的競爭窗口開始之間的時間間隔計算該時間間隔。
30.如權利要求28所述的電腦程式產品中，一個或者多個計算機可讀介質是物理介質。
31.如權利要求28所述的電腦程式產品中，一個或者多個計算機可讀介質包括系統存儲器。
全文摘要
本發明的原理對無線站點提供自由競爭的服務質量。站點指示一個接入點它有高優先權的數據要發送(例如，時間受限數據)給接入點。接入點接收到了這個指示，並基於其他也指示了有高優先級數據的站點數量來為站點選擇一個時隙。選擇時隙，以便站點就能在任何有低優先級(例如，沒有時間限制的數據)的站點之前對接入公共無線鏈路檢測。接入點發送選擇的時隙給該站點，站點接收時隙。當站點接收有一個應用有高優先級數據要發送的指示時，站點就在所選擇的時隙檢測公共無線鏈路的可用性。
文檔編號H04L12/28GK1574776SQ20041005958
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月3日 優先權日2003年6月3日
發明者F·杜奧恩, A·埃比塞克, A·埃亞格裡 申請人:微軟公司