无线网络中实时业务调度的方法和设备的制作方法

专利名称：无线网络中实时业务调度的方法和设备的制作方法
无线网络中实时业务调度的方法^i殳备
狄领域
本发明涉及一种无线网络中的实时业务调度的方法^i殳备。 背景M
现在无线网络已经广泛分布。在IEEE 802.11标准(这种标^"在一个完 整的絲)中定义了一种广泛^^1的被称为"无麟域网"的网絲型。这种类 型的无线网络的一个问^JL务质量问题。传统上这类网络的节点以所谓的 "尽力"(best effort)模式进行发送，其意味着发i^可以以当前网络中可用的 速率发送。"尽力"模式不确4緣定的服务质量(^M皮称为QoS),如能实现"实 时"传输的最小保证带宽。
但是，在无线网络中已^力地去实现QoS或实时传输。最相关的公知 解决方案是DEEE 802.11e(见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标准(见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)中定义的使用点协同功能(PCF) 的无争用^"入。
在前者中，尽管可给不同的业务流分配不同的优先级，因为机制絲于争 用的，所以它仍旧缺少"严格的"质量保证。尽管实时包(packet)获4粉配的 较高优先级，并JL4于此更有可育^fc^配短的4hf尝时间(back-offtime),但是 仍然存^^几制U于争用的这样的问题，并且如果^/站的总lib^多，实时包以 希望的质量发^X是有一个统计上的可能性，而没有严格的质量保证。
另一个方面，802.11中的PCF模式能够提供严格的保证。但是，主要由 于它们的复杂性，育t^市场中找到的实tt少。除了实现复杂的^泉外，严格 的保证絲于通常在周期的_^5出上完成的'囌体预留"，例如一个给定的站预留 信iM于每t秒发送(p字节)。但是，这个周期性不能匹配来自数据源的实
时业务模式。考虑例4^i吾音业务，其中通信信道典型地是空闲l/3的时间。几 ^S^编解码器 i^通鞋用静默(silence)抑制功能^M匕带宽^D，剩下 几个(周期性的)预留的rt时隙是空的。
可以尝试使时隙预留周期适^i^编解码器模式以优化带宽效率，或减少 g,但是两个不育t^一个时间实现。
为了支持无线网络中的实时业务，"传统的"方法是在mac层进行周期时 隙预留。这个在图1a中示奮f她示出了。图1a下方示出用于实时包传输的 预留定时，如时间轴上虚线所示，在上方通顺^^匡示出了^J'J趟率，其中 实賴医^^iMt到达的实时包。可以看到图l的情形中，在实时包的传输中没 有^的g,但是两个连续的实时(rt)时隙之间的间隔相对小，其增加 了未使用的rt时隙的可能性，从而斷^i:率。
为了提高效率，可以如图1b所示增加这个时间段。能够看到 于到达 时间，在实时包的转发中会有JJ1^^,例如在图1b所示的第四个实时包的
情况下，其在第三个预留rt时隙^就立刻到达，因此;f4f不等待一些时间，
直到它在第四^5留的rt时隙祐发送为止。
一个减少g的可能是减少如图1a的实例中为实时传输而预留的两个 rt时隙之间的间隔，^a^i如"^前提到的，这样就减少了预留效率，因为对于 ^^定^:量的实时包，4f^有更多的未4吏用的rt时隙。
因此，像时分多址(tdma)系统中一样，利用将rt时隙授予特^I户 并且崎时间周浙性分布的方法，在短时妙高效粒间获4种衡。
这样，就需Jh""个改善的机制确保无线网络中的实时业务。M地，该机 制应该能够严^f呆证实时业务流，同时是后向:l^的(能部署于现存的802.11 热点中)，最好不^^1影响(starve) 802.11流。

发明内容
依照一个实施例，提供了一种用于在无线网络中调度业务(traffic)的方 法，其中所述网络包括 "发送实时业务的实时站和发*力业务的尽力站，
上粉法包括
由主要实时站周期赋送实时接入才^i己从而定义循环(round); 为想要发送实时业务的所述网络中的每个站射。顷序号； 基于分Sei^站的顺序号，定"该处来自jtb^的^t环开始^被传送
的固定^hf尝时间，从而建立不同实时站发送实时包的顺序，所^法的特棘
于进一步包括
由想要发送实时业务的站收听(overhear)业^—，定时间段；
如^^斤iii^J斤述收听推断已经有发送实时接入^i己的主要站，则所g 基于已经在发送实时业务的实时站的数量M—个顺序号。
循环的定义和固定4M尝的分配允许确保实时传输的调度。而且，通过试图 发送实时业务的站收听业务和基于已经发送实时业务的站的数量M—个顺 序号，实时业务的调度可以用自组织方式执行。没有中央管理传输顺序，通过 网络本身的站来建立调度，没有来自管財的干城指示。实时接入才斜己定义 循环，并JUfe这些循环中不同实时站的实时传输依照它们的顺序号进fr^度。 这#"~个用于实时传^1度的"自组织"方案可应用在"自组织"(ad-hoc)网络 中(其中实时站作为一个转发节点并将其已经接40'J的包转发至下一个站)， 但是，它还可以应用到勤出网络中(例如802.11网络)，其中这个方案船调 度从一个实时站到一个接入泉的传输。
关于业务的"收听"，m^—个实施例，想要发送包的实时站能收听来自其 它实时站的其它传输以猜测或确定有多少这样的站。这可能需要用多于一个循 环的时间，因为不是每个实时站都可以在每个循环发送。可以iM—个固定时 间(其可以多于一个循环，如几个循环，例如两个、三个、四个或五个循环) 用于扭/f亍收听过程，然后该实时站猜测实时站的总数，从而M它的顺序号。
可替换地，^E—个实施例，实时接入才朽己可以包括实时^:量的指示。 那么试图发ilili务的(新)实时站一JSJlt听到实时接入才科己，就可以 1它的 顺序号。
^^照一个实施例，该方法包括如果所^^WJ斤述收听推断i^更有发送实 时"^/v^i己的主^"站，则所^占# (assume)所i^i要站的角色M始发送 实时接入銜己。
这样，在i^殳有实时业务的网络的情况下，能够确定"主要站"。
^ 、一个实施例，该方法包括为每个站舶e^个循环的RT时隙的最大 数量；
基于分Sei^个站的顺序号和允许其发送的RT时隙的数量，定:M^—个
循环开始^发逸表自此站的包的一系列固定^hf尝时间，从而建立不同实时站 ^^送实时包的顺序。
这样，系统考虑不同RT站的不同名"土量需求。
^ 、一个实施例，所述实时接入才朽己包括当前iL^所述网络中发送实时业 务的^t量和其中^-个的预留RT时隙的数量的指示，以及
基于已^E^送实时业务的实时站的数量，为新近^^发送实时业务的实 时站递增地分配新的顺序号。
这样，能够以分布的方式建立顺序。
^M—个实施例，该方法包括由想要发送实时业务的站收听业务一段预 定时间段；如^^斤i^WJ斤述收听推断已经有发送实时接入才斜己的主要站，则 所iii占基于已^L发送实时业务的实时^^量败一个顺序号；如^^斤舰从 所述收听推断i^殳有发送实时接入才斜己的主要站，则所i^^E^斤iii^"站的 角色，并且开始;^送实时4^/^封己。
依照一个实施例，该方法包括将所述循环(时间帧)分为用于其中可以 调度实时包的实时业务的部分^4皮预留用于尽力业务的部分。
^m—个实施例，如^力站没有在具有##时间T的循环结束之前完成 絲输，从而占用(takeover)下一个循环的一^N)5分AT，则下一个实时接 7v才科己的发^U^AT，并且下一个循环的持续时间缩短至T-AT。
^ 、一个实施例，如M自实时站的包不^^基于所^i的顺序号分酉條 它的RT时隙，则IC^的站占用所述RT时隙。
^R—个实施例，实时站只在每个循环^^I定义数量的实时时隙，进一步 的包被"降级"并以尽力模狄送。
依照一个实施例，如果降级的包不ft^^定的循环发送(在与其它尽力包 争用期间)，它在下一个循环中再一次升级，并在预留的RT时隙中发送。
^J 、一个实施例，该方法包括在新的实时站开始发送实时业务之前，检 查到目前为止预留的用于实时传输的时间和到目前为止预留的用于尽力业务 的时间加上新站业务所需的传输时间的总和是否超过循环>#续时间，并且如果
超it/斤述持续时间，以尽力模^J斤述新站发i^斤耻务，如彩更有超i^斤述 持续时间，允许所述新站加入头他实时給ft为进一步的实时站。
依照一个实施例，该方法包括将实时接入^i己中的持续时间字段设置为 对应于循环中^一个RT站/包的剩余4M尝的持续时间，以敏尽力站占用已 经^^酉嫩实时站的RT时隙。
^ 、一个实施例，该方法包括将实时包中的持续时间字段设置为能够避 免尽力包能够捕^7这个或其l^实时包而预留的RT时隙的持续时间。
^ 、一个实施例，提^-个用于在无线网络中调度业务的设备，其中所述 网络包括想要发送实时业务的实时站和发#力业务的尽力站，所述设备包
拾用于由主要实时站周敝送实时接入才射e^而定义循环的才狭；用于为所 述网络中itl^发送实时业务的每个站射eJ顷序号的^;用于基于分酉ei^站的 顺序号定4该处来自irt^占的包在循环开始^被传送的固定4M尝时间，从而 建立不同实时站发送实时包的顺序的微，所述设备进一步包括用于由缺 发送实时业务的站收听业务一段预定时间段的模块；用于如果所i^U^斤述收 听推断已经有发送实时接入才封己的主要站，则由所i^占基于已^fe发送实时业 务的实时站的数量M—个顺序号的模块。
这样，可以实现^ 、本发明的一个实施例^f亍调度的设备。 ^fjl^一个实施例，提l个实时站，用于在无线网络中调度业务，其中所 述网络包括^"发送实时业务的实时站和发#力业务的尽力站，所述实时站 包括
:;基于分
-间，从而建立不同实时站发送实时包的顺序的才執，所述实时站进一步
包括用于由想要发送实时业务的站收听业务一段预定时间段的模块；用于如
^;斤it^yj斤述收听推断已经有发送实时接入才朽己的主要站，则由所ii^基于 已经在发送实时业务的实时站的数量^:一个顺序号的模夹。
这样，可以实现^^、本发明的实施例的方案调;1其包的实时站。
^J 、一个实施例，提^""种计^^f聘，包^i十^^^^V马装置，当所
述禾i^在计^Kb^行时适于^^亍依照本发明的实施例的方法步骤。


图1示意性示例了依照iWM的调度。
图2示意性示例了^f、本发明的一个实施例的调度。
图3示意性示例了^^M本发明的一个实施例的调度。
图4示意性示例了^ 、本发明的一个实施例的调度。
图5示意性示例了^^ 、本发明的一个实施例的调度。
图6A和6B示意性示例了^^ 、的一个本发明实施例的调度。
图7示意性示例了^ 、本发明的一个实施例的调度。
图8示意性示例了mm本发明的一个实施例的调度。
M实施方式
^m^下4^L明的实施侈'l^前，先阐明^^下皿中#^^1的一些^^。 ACK确认
BE尽力(在我们的上下文中指802.11业务)
MAC ^W入控制
NAV 网^S己矢量
QoS 服务质量
RAM 实时接入椒己
RT 实时
SIFS短帧间间隔
AIFS 4壬意帧间间隔
^f^ 、一个实施例，有一个包括n个站的网络，其中nrt利用^^M本发明的 实;^例的i^i試;^制;SMC送的实时(RT)业务，nbe n - nrt是传统的M尽 力(BE)业务的802.11站。所有n个站都在同一个冲突域中，竟争接入信道。 不损失-^^性，可以认为所有都发iO^—个共同的目的地，如热点的接入泉 (AP)。但是，也可以在自組织网络或单独冲突域网络中没有变^^W^1协议 或机制。图2示例了^ 、本发明实施例的一些差本方面。
如图2所示，有一个周期循环(具有预定时间^JL的时间帧)，其由可被 称为实时接入才射己(后面^k^C称为RAM)的信标信号或狄定义。这个RAM 由特定的(主要)实时站周m^^^l送，从而定义可以发送包的特定"循环"。
在某种意XJl，"循环，，可以被认为是其中存在着定义好的结构的"虛帧"。换
句话说，可以说"循环"是这样一个时间间隔，其中实时传^it循特定的定义 好的和重复的模式或顺序。
^ 、一个实施例，^建立特定的传,度(其至少在某^^JLh是固定 的)，仿應这个传输调度，来自不同实时站的包由特定的实时站发iliil转发。
錄图2中由A-B-C-D的顺序指示，即首先，有来自站A的发送包，然 后狄自站B，然后是C，然后来自D的包。这个顺序相对于"循环，，的开始 是固定的，如图2中右手#第二循环中指示的A-B顺序所看到的。
^ 、一个实施例，如果为实时包预留的RT时隙被对应于这个RT时隙(例 如由于图2所示的^l十对包B的静默抑制)的站跳lt，随后的站(i^X是站C ) 占用这个RT时隙。
^ 、一个实施例，图3示意性示出了两个RAM (循环)之间的时间段被 分为两^分， 一个用于实时传输，另一个用于尽力业务。
^ 、一个实施例，为了〗^RT蘇之间的^5HH^a保护BE业务不受it/1 影响，RT站^^定的时间间隔("循环，，)中只^^]一个高优先级的RT时隙。 同一个循环中来自那个站的额外RT包得到BE (尽力)优先级(与BE业务 //H^争用)。这些包可以由尽力实时(BE-RT) ;J^示， 一个这样的包(包C 上方的包A)在图3中示出。
以上提到的实施例的各方面可以总结如下
.为了获得有保证的接入优先级，实时站在它们中以分布的方式建立传棚
彭顷序。
.为了处g些节点间的循环^I度同步，而不需要在AP有^f可变化，"主 要"站发送周期预留接入标e^RAM)。
-为了膽与BE (802.11)站冲突，实时站通过具有更高的接入优先级(基 于按照当前JMt发送的RT ^!t量的顺序号)而在^f^TBE (802.11)站夺取信 道之前进行传送。
.为了重新使用空的预留的RT时隙(如^^1具有静默抑制的诏音编解码器 时)，当一个实时站^it预留的传输RT时隙(图l中的B)，它的^fe脊占用 RT时隙，为BE站制造更大的空间。
.为了保护BE业务的不受过;l影响，RT站4^定的时间间隔只^JU —个
高优先级RT时隙，而同一个循环中来自那个站的其它RT包只获得BE优先 级。
可以实现前述的方面和机制，同时4緣完全的后向綠性时，即对于与依 照本发明实施例的实时站共存的802.11站,没有改变需求。实时站可以发送 一个"正斧，包，这个^j"于BE站Ait明的，例如其在802.11e包头的ToS字 段标识它为RT包。标识为RT包允许主要站容易地升级活动R站的T表。而 且，RAM組可以是"正常的"802.11包，所以不需要可能毁坏絲!i的特殊 处理。
在后面将要描述一些进一步的实施例。 首先條肖微详细iW释自组织建立阶段。
在实时站开始传送实时包之前，它在给定的持续时间收听信道。如^Lil 个时间期间它没有接收RAM，它是开始实时B的第一个站。接下来，这个 ^#^皮称为主要站。
主要站^f寻不每T时间广播RAM包，以用同步方式为所有RT淑旨械 循环的开始。用高优先M^送RAM,例如在SIFS (短的帧间间隔)和用tslot 或t—slot表示的一个IEEE 802.11时隙的4M尝后(802.11b的SIFS = 10/^ , tslot =20/")。这可以确保RAM总祐給予最高优先级，所以没有尽力包能占用 RAM的位置，从而保证循环的持续时间(由两个RAM之间的时间定义)是 常数。
主要站连续地收听信道以通M实时站加入的时间。识别^J 、一个实施例 的实时站的包，例如，通过IPToS (服务类型)字段。这样，主要站能维护所 有激活实时站的一个表，包括它们的MAC地iit^顺序号i (这#^在下面稍
微详细地描述)，净ic^许传送的包的数量和它们实时包所需要的传输时间。另
夕卜，^ 、一个实施例，各自站的最后实时包传输时间被^M^下来。应该注意到， %，其它站也应维护这才—个表以预防M成为主要站的情形(这#^在
下面稍微详细iikJ^^it个情形)。主^"站广M于实时站iirt的总婆:信息，允 i^^个RT站传送的包的数量和通过RAM每个循环vf^i^斤有实时包所需的总 时间ttot。如^^斤有实时站发送它们的包，如图4示意性示出的，所需的总传 输时间是
ttot- (2nrt + l) SIFS+ (nrt+ 1) teolt + nrttack + tram+SUM (tdata, i)RAM的传输持续时间(tram )、数据包的传输持续时间(tdata， i)和ACK 的传输持续时间(tack)^于当前信道数据率，因此可育^jt变化。
为了维护与传统的802.11设备的絲性，>^ 、一个实施例，RAM是净荷 中具有特定信息的正常802.11数据帧。由于它^/"播发送，其它站不进行确认。
传统站不知道时间间隔("循环")的概念，并且可能不肯^#环结束之前 完成它们的包传输，从而占用下一个循环，持续时间为AT。在这种情况下， 主要絲以厶T ^i^送RAM,在持续时间T - AT(缩短了 BE业务时间段) 之后调度下一个RAM以4M尝这个g。这样，平均看来，时间间隔T保持不 变。但是这意PM完整的循环T不肯M皮专门用于实时传输。因此，分段tguard 必须##为未预留，以允许T实际狄的变化，从而有^Mf循环分为两部分， ^分可发送实时包，""^分预留用于尽力传输。最坏的情况下，在循环结束 之前不久尽力站开始发送数悟包，并iUl该,于信iti4率(ch肌nelrate)、 最小包大小和T未逸当i经tgurad。tguard的另一个积45^I是RT站 不使用总的信it^量，即BE站不会受到itl影响。
在后面#^肖微详细地解释顺序建立和准许控制机制。
如果实时站想要加入，并且不Ai要站，它首先得检查T中是否有足够的 传输时间可用以叙内它的实时包。^ 、一个实施例，如果
ttot + tguard + 2 SIFS + tslot + tack + tdata s T ，其中，
ttot-总共需要的传输时间，如上面定义的
tguard =用于预留尽力业务的保护时间间隔
2SIFS-2x短帧内间隔
tslot =使用的IEEE 802.11变体中定义的时隙(例如IEEE 802.11a、 IEEE 802.11b、 IEEE802.11g)
tack = MAC确i人的传^T持续时间 tdata =数据传输时间
然后实时站可以加入。否则，不得不制止传输实时包，利用BE优先级争 用。i^i自组织准许控制，其有^k^r查目前为止预留的时间(ttot + tguard) 加上想要加入的站的传输所需的时间是否超过循环*续时间T。
^MM夸要稍微详细:^述^^一个实施例分^愤序号的方式。主要站具有 顺序号l。新加入的实时站通过简单^M^之前由主要站在RAM中么*的实时
站总数nrt加上1 iM^得它自己的顺序号i (i = 1 ， 2......)。具有顺序号i的一
个实时站为队列中它的第一个&iyf^个非随才A^卜偿时间tback， i= (i-l) tslot。附给队列中的其它包的4M^i^ill增1，直到到达允i朽亥站在RT时间 段期间传送的包的数量为止。以描述的方式选择^M尝导致给定的传输顺序，避 免实时站间的冲突。但是有个小的可能I"生，M两个站同时加入，因jtbi4择同 样的^hf尝。于是这#^导致冲突(通过缺少ACK检测到)。为了解决这个冲突， 两个冲突的站等候一个持续时间rT (r是随才;L^lt如1和10之间)，然后再 尝W口入。
如前面提到的，^R—个实施例，在RT时间段期间允i恃个RT站预留 多个RT时隙m，而不是只有一个(m-l的情形)。在这样的情况下，这个主 要力Wii告所有RT站的顺序号和每个站的预留RT时隙数量。特定站STAi 选择的4M尝AIFS—i^f纽用到錄队列中等待的它的第一个包。允许这个 STAi传送的剩余(m-l)个包将获得递增的蜂M尝AIFSj+l， AIFS_i+2，......，
AIFS_i+ (m-l)。这样，有可育^t过为不同站分配不同数量的预留RT时隙 iMt理其不同的通信量需求。
在后面将稍微详细地解释重新^^]和后向^性。
一旦实时站已经(发itil)接收RAM，允许它传送实时包。如^^1^'J RAM时实时包已^^沖中等待，则在信道空闲AIFS ( =SIFS + tslot)时间 后，实时站开始减少它的详卜偿。如果另一个实时站JE^传送，冻结彬尝，直到 信道重新变为空闲为止。因此，如果所有实时站在4ti'jRAM时M冲中;l^ 包，则传送任何两个连续的实时包时它们之间有空闲时间AIFS。这种情况在 图4中示出。可以看到，后来的RT包之间的时间是SIFS + tslot。这同样适用 于同 一个RT站生成的包。
图5也示例示出了来自站A的两个包、来自站B到D的一个^^沖器 中等待、其中包B被跳过的情况下的RT时隙重复使用。可以看到不是包C ^^代它的位置，而是包D^R^为包C预留的位置。
如^t接^1] RAM时实时站没有包准a，则其i^iiii一轮。于是顺序 中的后续站将在前一传输后下一个进行传送，空闲时间为AIFS+tslot。这意 味着后续的包实际占用了为之前的包预留的RT时隙，除了额外的空闲时间段 SIFS+tslot (其必须被^i;则，以实际确定调度的包已经净妙近并iL^面的包可
以减少它的^M尝以承担它的角色)。通常，如絲权每循环传送一个包的k个
连续站在RAM ^控制不发送RT包，则两个包之间的空闲时间变为SIFS 十ktslot。换句"^i兌，第一个包(具有顺序号1并来自在主要^^首妙入 RT业务的站的包)具有对应于一个telot的4hf尝，具有顺序号2的下一个包(来
自在主要^后第二个加入rt业务的站)具有2个tsiot的^M尝，^tyy^。
接4ti'J的RAM^的每个检测到的空闲时隙^^冲器中等待的&皮转发以 减少它的4hf尝，直到它已经到达零，从而该包可以被发送，由J:kJ'Jii^大空闲 时间AIFS + ktslot。
对于较大的k (或nrt),这个空闲时间可能比传统802.11站的DIFS (其 对应于ACK和BE包之间的最小时间)要长。这意味着，如a大可能空闲 时间大于DIFS，这导致RT和BE站之间可能的冲突，因为有可能BE站可能 逸战空闲RT时隙之一中，而RT包仍旧还等待M沖器中。为了i^这样， ^ 、图6A和6B示意性示出的一个实施例，通知可能占用RT时隙的BE包它 们应该等待一段时间、直到清楚没有具有有^U顷序号、用于实时传输的实时包 还等待M冲器中为止。为了这个目的，>^^、一个实施例，除了具有最高顺序 号的站外，所有实时站都在它们的包中将持续时间字段(以iM传统802.11站 的网^^配矢量NAV) iM为2 SIFS + tack + (nrt - station_index+l) tslot。 这样，对于每个RT站只有一个RT时隙预留的情况，实时包的持续时间字段 可以被设置为能够iS^尽力包可以捕^7这个或它^的实时包预留的RT时 隙的这才—个持续时间。对于站有多于一个RT时隙预留的情况，该公^it个 ^L应用，并且变得有点复杂，即2SIFS + tack + tslot* (所需RT时隙的总数 一 (SUM (RT_slots—required_by_STA—i， for =1 to (station_index-l))十当前 循环中的number_of_packets_already_transmitted—by_sta—index) +1 )。这意 味着，对于为具有索引i的站预留的RT时隙和所有它g的站(具有更高索 引直到最高索引)，这种方式可以防止它们被BE包占用。这里应该注意到，tslot 是通常比为RT包预留的RT时隙小得多的802.11时隙的M。换句"^i兌，通 常，RT时隙与802.11时隙(tslote)的数:l^目等。而且应该注意到，RT时隙 的总数由SUM (REQUIRED—SLOTS BYSTAJ其中i=l-nrt)给出，其中nrt 是实时站的数量。如果每个RT站只有一个RT时隙，nrt等于需要的RT时隙 的总数。如果RT站需要多于一个RT时隙，主^"站在RAM中不M送RT
站的数量，而JL^iil,皮预留以^f吏RT站J^角选择它们的4M尝的RT时隙的总数。 这样，尽力^#控制不进行传送，直到具有緩冲包的所有实时站已经传送。 同样,需要在RAM中将持续时间字段iM为SIFS + (RT时隙的总数+1 Xslot。 持续时间字段被实时站忽略。换句^i兌，实时接入^i己中的M时间字段被设 置为对应于所有实时站的累计州尝时间的持续时间，以i^尽力站占用已经分 酉ei^实时站的RT时隙。
在后面#^更详细,述#^一个实施例怎#(^ BE业务和^J司的7〉 平性。
站可以在两个连续RAM (在一个'循环，，中)之间的任意时间錯用絲 收实时包。^-个循环中的(一个给定站的)最初m个包^S己高优先级，如 前面所描述，例i魂过为它们分配一^4十对该^ML^许在单个RT时间段期间 传送的包lt量的递增^M尝序列(AIFS—i， AIFS—i + l， AIFS_i + 2，...)，表示 为m。但是，如果(同一个站)的第(m + l)个包在同一个循环期间到达， 它要么直4^皮排队直到下一个RAM，要么与BE在同样的情况下争用(如图 7所示)。这样的"降级"包以下被称为BE-RT包。 一到欠听到新的RAM,具 有4等待的BE-RT包的站"提升"它回到高优先级以在RT时隙中发送。提 升BE-RT包具有如下优点
.i^同一个流的^4 MAC层重新排序。
.不g等待传送BE-RT包的队列中的RT包被传送。
^ 、一个实施例，允许RT站每个时间间隔只发送m个RT包。额外的 RT包"降级"到BE-RT优先级以与802.11站平等竟争。
通it^许m个RT包由特定3沐输,不同站的不同名"土量需求问题可以被 解决。这个机制以这样的方式工作，即三个RT站发送一个单独的RT时隙/ 帧(从系统的現泉絲)等同于一个单独的RT站发i^个连续的RT时隙/ 帧。
这可通过让每个RT站利用不同的连续4M尝"预留"几个(m) il^ RT时 隙简单地实现。这M过一个蔣的实例来解释。例如，让我们考虑省库嫂送 m=3个连续包的站A。对于FIFO队列中的第一个包，相关的^M雑将是 AIFS_A，对于FIFO队列中的第二个包，相关的^hft^将是AITS—A + l*tslot， 对于FIFO队列中的第三个包，相关的^h^(t将是AIFS—A + 2*tslot，似匕类
推。也1bli兑，在A佳月它所有三个RT时隙的情况下，站A的包将被传送， 而包之间的间隔为AIFS一A。
在主要站侧，其相应,加在信标中通知的"RT时隙的数量"，因而新到 来的RT站^4^it当的新州雑。当收听到来自itkiiL不在由主要站处理的地 址列表中的站的RT包(指定为802.11报头中的一类新包)时，主要站^r测 到新加入的站。它M过收听新站;^送的i^ RT包的婆:J^r测与新站相关的 m值。从下一传标，主要^1W始向每个站广播(advertise)顺序号和循环 /RT时隙数(应理解， 一个RT时隙相当于一，留的发送包的^U，J,因此RT 时隙不具有固定时间"j^变)。
因此，来自一个RT站(将被降级的)的"附加的/额外的，，RT ^示狄 过m &/帧(而不是1 ^/帧)的程度。例如，如果同一个站A具有相关值m = 3,将允许在单独一帧中最多传送3个RT包。如^一个时间帧的开始有4 个包，它将在RT间隔期间传送3个包，而第四个包将遵循传统的802.11过程 #力间隔期间4^U言ii"^入。
后面将描^^#^文预留的机制。
如果实时站已经完成它的会活，之前预留的资源必须被释改。如果站在 pT持续期间(p是对所有站有效的预定义 ，例如100 )中没有发送实时包， 则主^i占假设它已经完成它的实时^。然后主要站在下一个RAM中将这个 事实和已经离开的站的顺序号一^Et知给其它实时站。那么，具有更高顺序号 的所有实时站可以在队列中逐个递减它们的第一个包的非随才A^卜偿。
如勤占在大于pT的时间必殳有发送实时包，尽管它i^殳有完成它的实时 会活，它也必须如上面所描述的那样重新加入，之后才能传送下一个实时包。 可逸地，它可以在它的非激活时段期间以(p-l) T的间隔发送保活消息(没 有净荷的实时包)。
如果主要站 ^结束它的实时会话，它将它仍将广播的剩余RAM的数量 加到最后j (例如10)个RAM。这样，其它实时站知道它们需要_减少其顺序 号的时间。而且，具有顺序号2的实时站于;l^道它需要^^旦主要^f壬务的时间。
在后面，将 #^本发明实施例的实时站的一些特 ^1度机制。单独 循环和&变T的时间帧已经^紛为两个时段l)用于实时包的保证时间段，2)
用于尽力业务的基于传统802.11争用的时间段，M可以被尽力实时包使用。 实时帧结构保证每个实时站i将能棘T秒至少发送mi个数据包。假i综没 有信道错误的单独沖突域中， 一个网络包括nrt个实时站和nbe个尽力站，从 而他们都能够以理想情况J^目收听，除非有包冲突，即两个和多个站同时传输。 ^ 、一个实施例的实时站于是共享下面的特性。
1. 在网络初始化阶段期间，每个实时站M送它的第一个包之前，从 接收的RAM获得其它实时站的翁:量nrt和允许它们每*送的包的数量，或 者将其自身选为主要站(即nrt是零)。新的实时i^J 、其顺序号(i = RT时隙 总数+1)选^个非随才/^M雑tback， i = (i -1) tslot。
如果实时站在接Jji^ RAM时有^JL^它的緩冲器中等待，则在SIFS后 信道空闲时，它开始倒计数它的4M^。这样，如^^斤有RT站在接WJ RAM 时有正在它们緩冲器中等待的包，则两个连续RT包之间的空闲时间是1个 tslot。否则，如果^yti^个循环发送一个包的k个连续站在RAM后控制不 发送RT包，则两个包之间的空闲时间变为SIFS + k tslot。
2. RT站忽略802.11包头中的持续时间字段。
3. 当站在循环中发送它的第一个包时，它i殳置它的持续时间字段为 2SIFS + tack + tslot* (1 + SUM (P需要的RT时隙数量—i, i-辆索引至i = 最后站索引))t,这样传统802.11站不在实时时间段减少它们的4M尝计数器。 因jtb^续时间字^7、被非实时站考虑来iM它们的NAV。
4. 如果允许的m个包已錄当前循环或时间帧中传送,并JL^传滅 冲器中有一个和多个包，则尝^^力时间段传iHil些实时包，但只;O:到在 T的下一个RAM之前。 一到欠听到新的RAM,则队列中的下m个尽力实时 包#皮"^升回实时 寸。
^^、本发明的一个实施例可以包括下面的特点
.对于RT时隙的重新^JU, ^^]固定^f尝(作为定时器)，给BE业务更 多"空间"。
.^JU NAV在时间上推送802.11站，以允i^f封可数量的RT站的实时调度。 4M尝的连续选择，要么通ill^听主i淺么收听贿RT通信，以允许絲 的调度。
.主要站选择
.包"降级"(如^￡过)和'提升"(如果新的周鹏环开始)，而不itl影 响BE业务。
图8示出一个^f呈图，其示出>^^本发明的实施例的机制的辦。它以从 应用接收包开始，如果不是RT包，它将被以BE模式转发。
如果已经有一个主要站，则存在来自RAM的关于5W RT ^t量和RT 时隙总数的指示，于是，如果准许检查表示有充足时间容纳另外的RT站，那 么相应^k^择顺序号(利用增量l)。否则包以BE模式转发。
如果新^^循环中不A^—个，它作为BE包竟争，否则持续时间字段被 设置为掀BE包，并且依照该顺序(顺序号和之前预留的RT时隙数量)选择 州尝。
如果降级的包不育^皮传送，它将4皮再一次升级，顺序4f再一次净皮i殳置。 如果等待RAM导致超时，顺序号被减少，如果它于是iiiU，则该站变 为新的主要站。
4^页域技^Mv员将能理)^^前描述的实施例可以由硬件、软件或者软件和 硬件的组合来实现。与本发明实施例有关的才執和功能可以作为微处理器和计 #^几的，^分来实现，微处理器^i十^^U适于可编程，例々喻照连同与本 发明实施例解释的方法去执行。实现本发明实施例的装置可以例如包^it于可 被编程的网络中的一个节点和单元，这样它能够完威^^发明实施例中描述的实 时传输。
^ 、本发明的一个实施例，提^"i十^^^^,或者^^在数据载体中， 或者在某些方面由物理装置收录，例^i己WMl传W^洛，当其在计^^Aji ^Vf亍的时候能^f吏计^N^照之前描述的实施例，。
本发明实施例可以例如由网络中的节点或网络中任f可实体来实现，网络可 以被编程以^^之前描述的业务调度机制进e^ft。
权利要求
1、一种用于在无线网络中调度业务的方法，其中所述网络包括想要发送实时业务的实时站和发送尽力业务的尽力站，所述方法包括由主要实时站周期地传送实时接入标记从而定义循环；为想要发送实时业务的所述网络中的每个站分配顺序号；基于分配给站的顺序号，定义在该处来自此站的包在循环开始之后被传送的固定补偿时间，从而建立不同实时站发送实时包的顺序，所述方法的特征在于进一步包括由想要发送实时业务的站收听业务一个预定时间段；如果所述站从所述收听推断已经有传送实时接入标记的主要站，则所述站基于已经在发送实时业务的实时站的数量假定一个顺序号。
2、 如权利要求l的方法，进一步包括如果所iii占^y^斤述收听推^i^殳有传送实时接入才朽己的主要站，则所舰 ^^旦所iii要站的角色a始发送实时接入才斜己。
3、 如权利要求l的方法，进一步包括 为每个站射己每个循环的RT时隙最大数量；基于分酉e^站的顺序号和允许M送的RT时隙的lt量，定^Cjfe循环开始 之后传#自jtb^的包的一系列固定^M尝时间，从而建立不同实时站发送实时 包的顺序。
4、 如权利要求1的方法，其中所述实时接入才朽己包括当前J^所述网络 中发送实时业务的^lt量和每个站预留的RT时隙的数量的指示，以及基于已^E^送实时业务的实时站的数量，为新迈iS^发送实时业务的实 时站递增地分配新的顺序号。
5、 如^5U'〗要求1的方法，进一步包括将所述循环分为用于其中可调度实时包的实时业务的部分^ML预留用于 尽力业务的部分。
6、 如权利要求l的方法，其中如^力站没有在具有持续时间T的循环结束之前完成M输，从而占用 下一个循环的一^分AT，则下一个实时接入才朽己的发^i^AT，并且下 一个循环的持续时间缩短至T - AT。
7、 》w^U'J要求1的方法，进一步包括如果来自实时站的包不^^基于所舰的顺序号分gei^它的RT时隙，则 1^的站占用所述RT时隙。
8、 H5U，J要求1的方法，其中实时站在每个循环只^M定义数量的RT时P求，进一步的包被"降级"并以 尽力模狄送。
9、 力4WJ要求8的方法，其中如果,的包不負t^^定的循环发送，它 在下一个循环中再一次升级。
10、 如^U'J要求1的方法，进一步包括在新的实时站开始发送实时业务之前，检查到目前为止预留的用于实时传 输的时间和到目前为止预留的用于尽力业务的时间加上新站业务所需的传输 时间的总和是否^it循i^续时间，并且如^lit^斤述機时间，以尽力模i(A^斤述新站发i^斤触务， 如彩更有超it^斤述持续时间，允许所述新站加入雞实时站作为进一步的 实时站。
11、 如权利要求l的方法，进一步包括将实时接入^i己中的持续时间字段iM为对应于循环中^一个RT站/ 包的剩余4卜偿的持续时间，以^尽力站占用已经净#酉嫩实时站的RT时隙。
12、 如权利要求l的方法，进一步包括将实时包中的持续时间字段设置为能够it^尽力包可捕获为这个或它随 后的实时包预留的RT时隙的持续时间。
13、 一种用于在无线网络中调度业务的设备，其中所述网络包括itg^发送 实时业务的实时站和发錄力业务的尽力站，所述设备包括用于由主要实时站周期地传送实时接入才朽2^而定义循环的模块； 用于为所述网络中^^发送实时业务的每个站分酉。顷序号的才狭； 用于基于分配给站的顺序号定义在该处来自此站的^循环开始^被传送的固定^hf尝时间，从而建立不同实时站发送实时包的顺序的*，所述设备进一步包括用于由想要发送实时业务的站收听业务一段预定时间段的模块； 用于如果所i^WJ斤述收听推断已经有传送实时接入才朽己的主要站，则由所it^基于已经在发送实时业务的实时站的数量M—个顺序号的模块。
14、 一种用于在无线网络中调度业务的实时站，其中所述网络包括^J^发 送实时业务的实时站和发#力业务的尽力站，所述实时站包括用于基于分配给所述站的顺序号定义在该处来自此站的^t循环开始之 后被传送的固定^hf尝时间，从而紅不同实时站发送实时包的顺序的*，所 述实时站进一步包括用于由想要发送实时业务的站收听业务一段预定时间段的模块；用于如^/斤实时ii^^;斤述收听推断已经有传送实时接入才封己的主要站， 则由所iBi基于已经在发送实时业务的实时站的数量M—个顺序号的模块。
15、 如权利要求14的实时站，进一步包括
16、 一种计勒財沐包树勒MI^码装置，所述餅在计勒;iub^行时适于^f亍^M权利要求1方法的步骤。
全文摘要
一种用于在无线网络中调度业务的方法，其中所述网络包括想要发送实时业务的实时站和发送尽力业务的尽力站，所述方法包括由主要实时站周期地发送实时接入标记从而定义循环；为想要发送实时业务的所述网络中的每个站分配顺序号；基于分配给站的顺序号，定义在该处来自此站的包在循环开始之后被传送的固定补偿时间，从而建立不同实时站发送实时包的顺序，所述方法的特征在于进一步包括由想要发送实时业务的站收听业务一个预定时间段；如果所述站从所述收听推断已经有发送实时接入标记的主要站，则所述站基于已经在发送实时业务的实时站的数量假定一个顺序号。
文档编号H04W74/04GK101350754SQ20081014467
公开日2009年1月21日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月23日
发明者乔尔格·温德默尔, 伊玛德·阿德, 菲利普·霍夫曼, 路易斯·罗耶拉 申请人:株式会社Ntt都科摩