用于无线局域网的通信时间感知调度的制作方法
【专利说明】用于无线局域网的通信时间感知调度
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月13日提交的美国临时专利申请61/778, 754和2013年11 月12日提交的美国临时专利申请61/902, 807的权益，其公开内容以引用的方式并入本文。 发明领域
[0003] 本发明总体上涉及无线通信，并且尤其是涉及用于通信时间感知调度的方法和系 统。
[0004] 发明背景
[0005] 无线局域网（WLAN)通常包括一个或多个接入点（AP)，接入点与电台（STA)进 行通信。WLAN通信协议被规定在例如IEEE802. 11的标准族中，例如，在2009年的 标题为"IEEEStandardforInformationtechnology-Localandmetropolitan areanetworks-Specificrequirements-Part11:WirelessLANMediumAccess Control(MAC)andPhysicalLayer(PHY)SpecificationsAmendment5:Enhancementsfor HigherThroughput" 的 802.lln-2009 标准中，以及 2013 年的标题为"IEEEStandard forInformationtechnology-Localandmetropolitanareanetworks-Specific requirements-Part11:ffirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysical Layer(PHY)SpecificationsAmendment4:EnhancementsforVeryHighThroughputfor OperationinBandsbelow6GHz"的802.llac-2013标准中，这两者均通过引用并入本文。 WLAN也通常被称为Wi-Fi网络。
[0006] WLANAP通常采用特定的调度方案，以用于不同STA的调度传输。例如，Wi-Fi Alliance?创立了被称之为无线多媒体（WMM? )的调度方案。例如，在2005年1月的标 题为 "Amendment:MediumAccessControl(MAC)QualityofService(QoS)Enhancements'， 的IEEE文件P802. 11e/D13.0中描述了用于WLAN的服务质量（QoS)调度，其通过引用被并 入本文。
【发明内容】
[0007] 本文所描述的本发明的实施方式提供了用于通信的方法，该方法包含在接入点 (AP)中接收用于在无线信道上传输至由AP服务的多个终端的数据项。评估聚合通信时间 (airtime)，该聚合通信时间先前被分配给无线信道上的各个终端。根据聚合通信时间对数 据项的传输进行调度。
[0008] 在一些实施方式中，为传输进行调度包含对数据项的传输进行调度，而不考虑与 数据项关联的服务质量（QoS)等级。在实施方式中，为所述传输进行调度包含为终端分配 下一个传输时隙，该终端先前被分配了由AP服务的终端中的最小的聚合通信时间。
[0009] 在所公开的实施方式中，该方法包含周期性地重新设置聚合通信时间。在替代性 实施方式中，评估聚合通信时间包含评估在聚合通信时间和最小聚合通信时间之间的相应 的差值，以及对传输进行调度包括根据差值对传输进行调度。
[0010] 在另一个实施方式中，为传输进行调度包含为终端分配相应的时隙，同时限制时 隙的最大持续时间。在一些实施方式中，除了根据聚合通信时间来为数据项进行调度之外， 该方法包含根据与数据项关联的相应的QoS等级来对数据项进行额外的调度操作。应用额 外的调度操作可包含应用基于接入等级（AC)的调度程序。
[0011] 在另一个实施方式中，该方法包含以相应的权值对聚合通信时间进行加权，该相 应的权值根据与数据项关联的业务类别被分配给数据项，以及为传输进行调度包含根据所 加权的聚合通信时间来为数据项的传输进行调度。在又一个实施方式中，评估聚合通信时 间包含对在从AP到终端的无线信道的下行链路方向上的聚合通信时间和从终端到AP的无 线信道的上行链路方向上的聚合通信时间进行求和。对聚合通信时间进行求和可包含对在 下行链路方向上的聚合通信时间和在上行链路方向上的聚合通信时间应用相应的不同的 权值。
[0012] 在再一个实施方式中，该方法包含根据在无线信道的上行链路方向上为各个终端 分配的聚合通信时间来为从终端到AP的上行链路数据项的传输进行调度。在实施方式中， 为传输进行调度包含一旦检测到寻址至给定终端的数据项中的溢出则降低分配给给定终 端的通信时间。在另一个实施方式中，每一个终端与多个虚拟网的其中一个关联，以及为传 输进行调度包含根据所评估的聚合通信时间来为虚拟网的每一个分配通信时间。在实施方 式中，利用相应的不同的基本服务集标识符（BSSID)识别多个虚拟网。
[0013] 在另一个实施方式中，为传输进行调度包含为寻址至相同终端的多个数据流分配 通信时间。在再一个实施方式中，为传输进行调度包含为属于相同QoS等级的多个不同数 据流分配通信时间。在又一个实施方式中，为传输进行调度包含依照数据项的所要求的优 先级将数据项与基于AC的调度方案的各自的接入等级（AC)相关联，而不考虑数据项的实 际业务类型，以及使用基于AC的调度方案基于所关联的AC来为数据项进行调度。为传输 进行调度可包含：识别主导终端，相对于其他终端，主导终端的实际通信时间超过所期望的 通信时间份额；以及暂时调低至主导终端的传输控制协议（TCP)传输。
[0014] 根据本发明的实施方式，另外提供包含发射器和处理器的无线接入点（AP)。发射 器被配置成在无线信道上向由AP服务的多个终端发射数据项。处理器被配置成：评估聚合 通信时间，该聚合通信时间先前被分配至无线信道上的各个终端；以及根据聚合通信时间 为数据项的传输进行调度。
[0015] 根据本发明的实施方式，还提供包含多个终端和接入点（AP)的系统。AP被配置 成：在无线信道上向终端传输数据项，评估先前被分配至无线信道上的各个终端的聚合通 信时间，以及根据聚合通信时间为数据项的传输进行调度。
[0016] 根据以下实施方式的详细描述并结合附图将更充分地理解本发明，在附图中：
[0017] 附图简述
[0018] 图1是根据本发明的实施方式示意性示出无线局域网（WLAN)的方框图；
[0019] 图2是根据本发明的实施方式示意性示出用于通信时间感知调度的方法的流程 图；
[0020] 图3A和3B是根据本发明的实施方式示意性示出通信时间感知调度的性能的图 示；以及
[0021] 图4A-4C是根据本发明的实施方式示意性示出示例性AP配置的方框图。
[0022] 实施方式的详细描述
[0023] 概述
[0024] 本文所述的本发明的实施方式提供用于在无线局域网（WLAN)和其他无线通信系 统中调度业务（traffic)的改进的方法和系统。在所公开的实施方式中，接入点（AP)根据 先前被分配至终端的实际通信时间来为至多个终端（例如，WLANSTA)的传输进行调度。
[0025] 在一些实施方式中，AP测量先前被分配至无线信道上的每一个终端或终端组的聚 合通信时间，并将下一个传输时隙分配给先前所分配的最小的聚合通信时间的终端或终端 组。这个调度准则被称为最小聚合通信时间（MAAT)。
[0026] 基于MAAT的调度在阻止终端支配通信时间分配和剥夺其他终端的通信时间方面 非常有效。例如，当终端具有差的链路预算并因此需要低数据率或高重发率时，可能出现这 种现象。如在下文中描述和说明的，所公开的基于MAAT的调度方案将信道资源在终端之间 平均分配，并从而避免这种类型的饥饿场景（starvationscenario)。
[0027] 在本文所述的一些实施方式中，将基于MAAT的调度与传统的IEEE802.lie基于接 入等级（AC)的调度相结合。在其他实施方式中，基于MAAT调度用于在由同一个AP支持的 多个虚拟网中指定优先级或确保公平性，并作为用于通信时间管理时间以用于提高服务质 量（QoS)的方法。其他实施方式使用基于MAAT的调度以用于为寻址至相同终端的多个通 信流指定优先级或在同一个AC的多个业务数据流之中指定优先级。还描述了广义加权的 MAAT调度方案。
[0028] 系统说明
[0029] 图1是根据本发明的实施方式示意性示出无线局域网（WLAN)20的方框图。在本 示例中，WLAN20根据上文引用的