专利名称：无线mesh网络中支持服务质量的数据调度装置和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，本发明涉及一种无线网状网(MESH)中 支持服务质量的数据调度装置和方法。
背景技术：
IEEE 802. 16无线城域网(Wireless MAN)能够在城域范围内提供高速无线接入 的宽带网络，其中定义两种模式点到多点(PMP)模式和网状网(MESH)模式。在MESH模 式下，支持服务质量的数据调度器基于连接对业务进行服务，将每条业务映射到一种业务 类型上，调度器针对不同的业务类型采用不同的调度策略。每条业务连接都与一组服务 质量参数关联，业务连接的服务质量参数将在整条路径的相邻节点之间通过三次握手过 程进行传递，实现整条路径端到端的服务质量保证。其中调度业务类型分为三类UGS业 务(Unsolicited Grant Service，UGS)、实时业务(real-time Service，rtS)、非实时业务 (Non-real-time Service，nrtS)，调度服务优先级从UGS、rtS、nrtS依次降低。UGS数据业 务用于固定比特率的实时数据流，诸如IP电话。RTS数据业务用于非恒定比特率的实时数 据流，诸如MPEG视频。NrtS数据业务用于非恒定比特率的非实时数据流，诸如FTP文件传 输。IEEE802. 16协议中没有对MESH模式下业务的服务质量参数和数据调度措施进行规定， 所以需要提供一种支持服务质量的数据调度的机制。
发明内容
为克服现有数据调度方法带宽利用率差并且调度机制不完善的缺陷，本发明提出 一种无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度装置和方法。根据本发明的一个方面，提出了一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的 数据调度装置，包括位于目标节点的一级调度器和位于源节点的二级调度器，所述一级调 度器包括业务分类管理器，调度队列选择器I，传输方式选择器，带宽分配器I和用户带宽 统计器，所述二级调度器包括调度队列选择器II，带宽分配器II和数据映射器；其中，所述一级调度器中，所述业务分类管理器用于收到源节点发送的MSH_DSCH_ REQ时根据业务类型将请求进行排队；所述调度队列选择器I从业务队列中选择要调度的 请求队列；所述带宽分配器I根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚拟分配带宽；所 述传输方式选择器根据当前信道状况来提供连接对应的调制编码方式；所述用户带宽统 计器将分配给同一用户的不连续带宽合并为连续带宽，并将一级调度结果生成MSH_DSCH_ GRANT消息发送给源节点；其中，所述二级调度器中，所述调度选择器II根据目标节点发送的MSH_DSCH_ GRANT消息中分配的带宽区域和大小，从业务队列中选择优先调度的业务；所述带宽分配 器II根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本帧的最大/最小发送量，区分业务等级 逐帧对业务进行调度；所述数据映射器将调度出的数据发送到物理层，传输给目标节点。其中，所述源节点和所述目标节点通过MSH-DSCH消息的三次握手过程建立连接。
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根据本发明的另一方面，提出了一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的 数据调度方法，包括步骤10)、目标节点根据源节点发送的MSH_DSCH_REQ，利用业务分类管理器将不 同业务请求根据带宽请求截止时间排列；步骤20)、目标节点的调度队列选择器有区别的从业务队列中选择调度的数据；步骤30)、目标节点的带宽分配器I根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚 拟分配带宽；步骤40)、目标节点的传输方式选择器根据连接的信道质量状况，为用户确定调制 编码方式步骤50)、目标节点的用户带宽统计器将分配给同一用户的不连续带宽合并为连 续带宽，并将一级调度结果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点；步骤60)、源节点的调度选择器II根据目标节点发送的MSH-DSCH_GRANT消息中的 分配带宽区域和大小，从业务队列中选择优先调度的业务；步骤70)、源节点的带宽分配器II根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本 帧的最大/最小发送量，区分业务等级逐帧对业务进行调度，数据映射器将调度出的数据 发送到物理层，传输给目标节点。其中，步骤20)还包括统计UGS业务请求所需要的带宽UGS_size ；在UGS队列为 空时，选择rtS的调度队列，统计rtS业务请求所需要的带宽RTS_size ；在处理rtS业务队 列为空时，选择nrtS业务的调度队列，统计nrtS业务请求所需要的带宽NRTS_size。其中，步骤30)还包括统计所有业务所请求的带宽总和，根据带宽总和获取可 用时隙，用于分配带宽；其中，使用基于固定周期GRANT INTERVAL轮询的分配策略为UGS 业务分配带宽，采用固定带宽分配的算法为rtS业务分配带宽，按照服务质量参数中Min_ reserve_rate由大到小的顺序为nrtS业务分配带宽。根据本发明的又一方面，提出了一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的 数据调度方法，包括步骤10)、目标节点根据源节点发送的MSH_DSCH_REQ，将不同业务请求根据带宽 请求截止时间排列；步骤20)、目标节点有区别的从业务队列中选择调度的数据；步骤30)、目标节点根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚拟分配带宽；步骤40)、目标节点根据连接的信道质量状况，为用户确定调制编码方式步骤50)、目标节点将分配给同一用户的不连续带宽合并为连续带宽，并将一级调 度结果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点；步骤60)、源节点根据目标节点发送的MSH_DSCH_GRANT消息中的分配带宽区域和 大小，从业务队列中选择优先调度的业务；步骤70)、源节点根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本帧的最大/最小 发送量，区分业务等级逐帧对业务进行调度，将调度出的数据发送到物理层，传输给目标节点ο通过应用本发明，使用两级调度机制，优化了带宽利用率，保证了在考虑业务的服 务质量的前提下的优先顺序。
图1是根据本发明实施例的数据调度器的结构示意图；图2是根据本发明实施例的一级调度的调度队列选择器的操作流程图；图3是根据本发明实施例的一级调度的用户带宽统计器的操作流程图；图4是根据本发明实施例的二级调度方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种无线网状网(MESH)中支持服务 质量的数据调度装置和方法进行详细描述。图1示出根据本发明的一个实施例的数据调度器的结构，如图1所示，本发明提供 了一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度装置，该数据调度装置包括位 于源节点和目标节点的两级调度器。其中，位于目标节点的一级调度器包括业务分类管理 器，调度队列选择器I，传输方式选择器，带宽分配器I和用户带宽统计器。位于源节点的二 级调度器包括调度队列选择器II，带宽分配器II和数据映射器。在目标节点的一级调度器中，业务分类管理器用于在目标节点收到源节点发送 的MSH-DSCH_REQ时根据不同的业务类型按照一定顺序将请求进行排队。其中，MSH_DSCH_ REQ(mesh distributed schedule request IE)是协同分布式 MESH 网络三次握手中 DSCH 消息中的请求元素，详细结构见IEEE802. 16协议MSH-DSCH消息格式。其中，协议中的格式 reqIE不包含qos参数约束，而本申请为了支持qos，将qos参数加入到该reqIE中。源节 点和目标节点是通过MSH-DSCH消息的三次握手过程建立连接来保证服务质量。在另一个 实施例中，业务分类管理器根据源节点发送的MSH-DSCH_REQ，将不同业务类型的队列根据 带宽请求截止时间由短到长排列。在又一个实施例中，源节点根据自身业务需求向目标节 点发送的MSH-DSCH_REQ请求可能包含有多种业务，会有多个IE，目标节点的业务分类管理 器根据reqIE中请求的不同业务类型，将IE分成多个队列。在目标节点的一级调度器中，调度队列选择器I根据一定的策略从业务队列中 选择出要调度的请求队列。其中，待处理的业务对象包括主动授权业务(unsolicited grant service, UGS)、实时业务(real-time service, rtS)、非实时业务(non real-time service, nrtS)，目标节点利用调度队列选择器I有区别的从三个队列中选择调度的数据。 在另一个实施例中，目标节点的调度队列选择器I根据接收到的不同reqIE队列的优先级， 选择优先调度的reqIE队列。在目标节点的一级调度器中，带宽分配器I针对不同业务特性以及该业务的服务 质量参数虚拟分配带宽。其中，带宽分配器I主要是通过区分业务等级，按照业务优先级由 高到低的顺序使用不同的调度策略对源节点分配带宽大小。在另一个实施例中，带宽分配 器I根据选择出的reqIE队列虚拟分配带宽。在目标节点的一级调度器中，传输方式选择器根据当前所选择传输的信道状况来 提供连接对应的调制编码方式，供其进行数据带宽和物理时隙转化计算。其中，传输方式选 择器为带宽分配器I和MSH-GRANT消息的生成提供连接对应的调制编码方式。在另一个实 施例中，传输方式选择器根据连接所属用户的信道质量状况为用户确定合适的调制编码方式。在目标节点的一级调度器中，在为每条连接分配了带宽之后，用户带宽统计器将分配给同一用户的离散带宽合并成为连续带宽，并将一级调度结果生成MSH_DSCH_GRANT 消息发送给源节点。其中，MSH_DSCH_GRANT(meshdistributed schedule grant IE (from granter to requester)是协同分布式MESH网络三次握手中DSCH消息中的授权元素，详 细结构见IEEE802. 16协议MSH-DSCH消息格式。，同样，协议中的格式reqIE不包含qos参 数约束，而本申请为了支持qos，将qos参数加入到该reqIE中。其中，用户带宽统计器把 连接和其所属的用户关联起来，将分配给同一用户的离散带宽合并成为连续带宽，将一级 调度结果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点。在另一个实施例中，用户带宽统计器将 带宽分配器I虚拟分配的带宽做一个统计，将分配给同一个用户的不连续带宽转化为连续 带宽，根据输出的最终结果生成MSH-DSCH_GRANT回复给源节点。而源节点根据目标节点的 MSH-DSCH_GRANT (from granter to requester)生成 MSH_DSCH_GRANT (fromrequester to granter，为了与目标节点发送的消息进行区分，本消息称作MSH-DSCH_CONFIRM消息)进行 确认。在源节点的二级调度器中，调度选择器II根据目标节点发送的MSH_DSCH_GRANT 消息中的分配带宽区域和大小，使用一定的策略从业务队列中选择优先调度的业务。其中， 调度选择器II根据不同业务的特性使用一定的策略从不同业务队列中选择优先调度的业 务。在另一个实施例中，调度选择器II将上层的不同业务数据进行分类，形成数据的调度 队列。在源节点的二级调度器中，带宽分配器II通过不同连接所对应的服务质量参数， 计算本帧所的最大/最小发送量，区分业务等级逐帧对业务进行调度。其中，带宽分配器II 根据一级调度的结果对待发送的各种业务进行两轮调度，为每个目标用户的服务流分配带 宽。同时，带宽分配器II将grantIE中包含的带宽根据本身的数据调度队列进行调整，先 发送优先级高的业务。在源节点的二级调度器中，数据映射器将调度出的数据中准备好的一帧数据发送 到物理层，传输给目标节点。在另一个实施例中，数据映射器将要发送的数据映射到物理 层，等待发送。进一步，继续参考图1，详细说明本发明的装置及其运行方法的具体实现。步骤Si，目标节点根据接收到的源节点发送的MSH_DSCH_REQ，利用业务分类管理 器根据请求中的内容将对于UGS、rtS、nrtS三种不同业务的请求根据带宽请求截止时间 (请求到达时间+延时)由短到长排列，时间最短的业务排列在队列的最上方。步骤S2，对 于待处理的UGS、rtS、nrtS三个队列业务，目标节点的调度队列选择器有区别的从三个队 列中选择调度的数据。步骤S3，带宽分配器I采用区分业务等级的调度算法，按照UGS、rtS、 nrtS优先级由高到低的顺序使用不同的调度策略进行调度。步骤S4，目标节点的传输方式 选择器根据连接所属用户的信道质量状况，为用户确定合适的调制编码方式。步骤S5，利用 带宽分配器把连接和其所属的用户关联起来，基于用户进行分配带宽的统计累加。步骤S6， 将一级调度结果生成MSH-DSCH_GRANT回复给源节点。步骤S7，源节点的带宽分配器II根 据收到的MSH-DSCH_GRANT计算可用带宽bw_size，对等待发送的各种业务进行带宽分配。在步骤Sl中，进行该操作可以保证最先调度的是对时延要求最高的数据。由于UGS对实时性要求较高，因此按照FIFO (先进先出，First In First Out)规则排列。rtS业 务按照过期时间由短到长排列，nrtS业务按照服务质量参数中速率要求由大到小排列，令 三个队列等待调度队列选择器I的处理。进一步参考图2，如图2所示，在步骤S2中，在每轮调度周期中，使用以下步骤 S21-S24来选择调度的业务步骤S21，选择UGS业务的调度队列，统计UGS业务请求所需要的带宽UGS_size。 由于它对实时性要求比较高，因此对UGS业务请求的队列，只要队列不为空，就优先调度。 考虑到UGS业务的带宽占用量小，因此尽最大努力调度UGS业务，也不会影响其他业务。步骤S23，在UGS队列为空时，选择rtS的调度队列，统计rtS业务请求所需要的带 宽RTS_size。设置一个最大连续处理rtS业务数MAX_rtS_DEAL，调度rtS业务，直到处理 的rtS业务的数量达到上界MAX_rtS_DEAL为止。步骤S24，在处理rtS业务队列为空时，选择nrtS业务的调度队列，统计nrtS业务 请求所需要的带宽NRTS_size。在步骤S3中，具体地，如下步骤S31-S35 步骤S31，统计所有业务所请求的带宽总和，SUM_size = UGS_size+RTS_ size+NRTS_size.步骤S32，根据请求带宽的总和SUM_size，获取可用时隙，用于分配带宽。步骤S33，为UGS业务分配带宽，对其使用基于固定周期GRANT INTERVAL轮询的分 配策略。由于UGS业务的带宽需求较少，因此在正常情况下，一次调度周期应该可以把UGS 队列中的业务调度完全。这样就不至于使rtS和nrtS业务饿死。当UGS业务急剧增加时， 可能导致rtS或nrtS业务不能得到调度。由于UGS业务的优先级最高，因此而导致的rtS 或nrtS业务得不到调度的情况也在可容忍范围内。步骤S34，为rtS业务分配带宽，采用固定带宽分配的算法。每轮调度时，由调度队 列选择器选择待调度的请求。每次调度rtS业务的请求时，默认情况下，接收方会根据服务 质量下限带宽(Min_reserVe_rate)分配，当服务流上有新的MSH_DSCH_REQ请求时，根据请 求带宽来调整分配带宽大小，当请求带宽超过服务质量上限带宽时按上限带宽分配，否则 按请求带宽分配。当网络过载时，会导致带宽不够分配，此时，带宽分配器I分配剩余的带 宽给该到期的服务流，如果还有快到期的服务流没有被分配带宽，则在下一轮调度时首先 为该服务流分配带宽。步骤S35，对于nrtS业务，调度队列中，对nrtS业务按照服务质量参数中Min_ reserve_rate由大到小的顺序排列。在步骤S4中，在一个实施例中，具体地可以如下进行操作步骤S41，判断当前信道质量状况；步骤S42，如果信道较差，则信号易出错，采用鲁棒性较强的低阶调制(如BPSK 二相相移键控、QPSK四相相移键控)和低速率编码，来保证一定的误码率要求，否则，转入步 骤 S43 ；步骤S43，如果信道较好，则信号比较稳定，采用适应高数据速率要求的高阶调制 (如64-QAM正交幅度调制)和高速率编码来提高频谱效率。在步骤S5中，如图3所示，由于带宽分配器I虚拟分配带宽时是基于业务连接的，因此分配的结果可能是不连续的碎片，经过用户带宽统计器，将不连续的带宽经过统计，合 并成连续的带宽，作为MSH-DSCH_GRANT的输入。也就是说，由于带宽分配器I根据连接进行 分配造成每个用户分配的带宽不连续，为使每个用户可用带宽连续，在用户带宽统计器中 会将所有用户的可用带宽重新分配，使用户1占可用带宽的第一部分，用户2占第二部分， 以此类推，每个用户所占带宽的大小为其各个服务流分配带宽累加的和。在步骤S7中，源节点的带宽分配器II根据收到的MSH_DSCH_GRANT计算可用带宽 bw_siZe，对等待发送的各种业务进行带宽分配。具体地包括如下操作步骤步骤S71，轮询缓存中的所有UGS数据队列，根据可用带宽bw_siZe，开始第一轮调 度UGS业务。步骤S72，获取该连接中的服务质量参数，计算该连接的最大发送量。其中对于最 大发送量的计算，用滑动窗口的方式，起始时刻记录发送时间，每次发送完毕记录的发送量 累加，直到发送量将要溢出，或者起始时刻记录的帧号将要溢出，则更新发送时间为当前帧 号，发送量为0 ；第一次记录发送时刻应当为第一次发现该服务流有数据需要发送，否则可 能造成发送量计算值过大。具体计算公式如下(本帧)最大发送量=最大保留速率*(当前帧帧号_上次记录帧号)*帧持续时 间_已发送数据量。(适用于所有最大发送量的计算)步骤S73，根据本帧的发送量，调度出数据，并在可用带宽bw_siZe中减去本次调 度出的数据大小，计算剩余带宽left_siZe。步骤S74，将调度出的UGS数据利用物理映射器，生成MACPDU (ProtocalData Uint)，并映射到物理层发送。步骤S75，如果left_siZe > 0，则轮询rtS业务队列，第一轮调度rtS业务，找出 距离过期时间小于最大保留时间T_reserVed(可根据qos参数设置)的所有rtS业务，并标记。步骤S76，获取该连接中的服务质量参数最大保持速率，计算该连接的最大发送 量，发送量如上计算。步骤S77,计算min {剩余带宽，最大发送量}，调度出相应大小的数据，并在可用带 宽bw_siZe中减去本次调度出的数据大小，计算剩余带宽left_siZe。步骤S78，将调度出的rtS数据利用物理映射器，生成MACPDU (ProtocalData Uint)，并映射到物理层等待发送。步骤S79，如果left_size > 0，则轮询nrtS业务队列，第一轮调度nrtS业务，并 标记。步骤S710，获取该nrts连接中的服务质量参数最大保持速率，计算该连接的最大
发送量。步骤S711，计算min {剩余带宽，最大发送量}，调度出相应大小的数据，并在可用 带宽bw_siZe中减去本次调度出的数据大小，计算剩余带宽left_siZe。步骤S712，将调度出的nrtS数据利用物理映射器，生成MAC PDU(ProtocalData Uint)，并映射到物理层等待发送。步骤S713，如果left_siZe > 0，则第二轮调度rtS业务，从rtS业务队列中找出 标记过的连接。
步骤S714，获取该连接中的服务质量参数的最小保留速率，计算该连接的最小发 送量。具体计算公式如下(本帧)最小发送量=最小保留速率*(当前帧帧号_上次记录帧号)*帧持续时 间_已发送数据量。(适用于所有最小发送量的计算)步骤S715，计算min {剩余带宽，最小发送量}，调度出相应大小的数据，并在可用 带宽bw_siZe中减去本次调度出的数据大小，计算剩余带宽left_siZe。步骤S716，将调度出的rtS数据利用物理映射器，生成MACPDU(ProtocalData Uint)，并映射到物理层等待发送。步骤S717，如果left_siZe > 0，则第二轮调度nrtS业务，从nrtS业务队列中找 出标记过的连接。步骤S718，获取该nrts连接中的服务质量参数最大保持速率，计算该连接的最小
发送量。步骤S719，计算min {剩余带宽，最小发送量}，调度出相应大小的数据，并在可用 带宽bw_siZe中减去本次调度出的数据大小，计算剩余带宽left_siZe。步骤S720，将调度出的nrtS数据利用物理映射器，生成MACPDU (ProtocalData Uint)，并映射到物理层等待发送。在本发明的又一个实施例中，提供了一种无线网状网(MESH)中支持服务质量的 数据调度方法，可以理解，上述方法在实现过程依赖于具体装置和器件，而在本发明的又一 个实施例中，该方法的实现可以由用户节点与源节点按照如下流程实现无线网状网(MESH) 中支持服务质量的数据调度。总的来说，该方法包括步骤Si，目标节点根据接收到的源节点发送的MSH-DSCH_ REQ，根据请求中的内容将对于UGS、rtS、nrtS三种不同业务的请求根据带宽请求截止时间 (请求到达时间+delay)由短到长排列，时间最短的业务在队列的最上方。步骤S2，待处理 的对象是UGS、rtS、nrtS三个队列的业务，目标节点有区别的从三个队列中选择调度的数 据。步骤S3，采用区分业务等级的调度算法，按照UGS、rtS、nrtS优先级由高到低的顺序对 其使用不同的调度策略进行调度。步骤S4，目标节点根据连接所属用户的信道质量状况，为 用户确定合适的调制编码方式。步骤S5，把连接和其所属的用户关联起来，基于用户进行 分配带宽的统计累加。步骤S6，将一级调度结果生成MSH-DSCH_GRANT回复给源节点。步 骤S7，源节点收到MSH-DSCH_GRANT后生成MSH_DSCH_CONFIRM回复给目标节点。步骤S8， 源节点根据收到的MSH-DSCH_GRANT计算可用带宽bw_size，对等待发送的各种业务进行带 宽分配。将调度出的数据生成MACPDU(Protocal Data Uint)，映射到物理层。具体地，本实 施例的方法的详细实现可以参照上述方法，此处不再赘述。最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法 进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所 有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
权利要求
一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度装置，包括位于目标节点的一级调度器和位于源节点的二级调度器，所述一级调度器包括业务分类管理器、第一调度队列选择器、传输方式选择器、第一带宽分配器和用户带宽统计器；所述二级调度器包括第二调度队列选择器、第二带宽分配器和数据映射器；在所述一级调度器中，所述业务分类管理器用于收到源节点发送的MSH-DSCH_REQ时根据业务类型将请求进行排队；所述第一调度队列选择器从业务队列中选择要调度的请求队列；所述第一带宽分配器根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚拟分配带宽；所述传输方式选择器根据当前信道状况来提供连接对应的调制编码方式；所述用户带宽统计器将分配给同一用户的不连续带宽合并为连续带宽，并根据一级调度结果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点；在所述二级调度器中，所述第二调度选择器根据目标节点发送的所述MSH-DSCH_GRANT消息中的分配带宽区域和大小，从业务队列中选择优先调度的业务；所述第二带宽分配器根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本帧的最大/最小发送量，区分业务等级对业务进行调度；所述数据映射器将调度出的数据发送到物理层，传输给目标节点。
2.权利要求1的装置，其中，所述源节点和所述目标节点通过MSH-DSCH消息的三次握 手过程建立连接。
3.权利要求1的装置，其中，所述业务分类管理器根据源节点发送的MSH-DSCH_REQ将 不同业务类型的队列根据带宽请求截止时间由短到长排列。
4.权利要求1的装置，其中，所述请求队列中包括主动授权业务、实时业务、非实时业 务，所述调度队列选择器I有区别地选择调度的数据。
5.权利要求1的装置，其中，所述第一带宽分配器通过区分业务等级，按照业务优先级 由高到低的顺序对源节点分配带宽大小。
6.权利要求1的装置，其中，所述传输方式选择器为第一带宽分配器和MSH-GRANT消息 的生成提供连接对应的调制编码方式。
7.权利要求1的装置，其中，所述用户带宽统计器将第一带宽分配器虚拟分配的带宽 进行统计，将分配给同一个用户的不连续带宽转化为连续带宽，生成MSH-DSCH-grant回复 给源节点。
8.权利要求1的装置，其中，所述第二调度选择器将上层的不同业务数据进行分类，形 成数据的调度队列。
9.权利要求1的装置，其中，所述第二带宽分配器根据一级调度的结果对待发送的各 种业务进行两轮调度，为每个目标用户的服务流分配带宽。
10.一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度方法，包括步骤10)、目标节点根据源节点发送的MSH-DSCH_REQ，将不同业务请求根据带宽请求 截止时间排列；步骤20)、目标节点有区别的从业务队列中选择调度的数据；步骤30)、目标节点根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚拟分配带宽；步骤40)、目标节点根据连接的信道质量状况，为用户确定调制编码方式步骤50)、目标节点将分配给同一用户的不连续带宽合并为连续带宽，并将一级调度结 果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点；步骤60)、源节点根据目标节点发送的MSH-DSCH_GRANT消息中的分配带宽区域和大 小，从业务队列中选择优先调度的业务；步骤70)、源节点根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本帧的最大/最小发送 量，区分业务等级对业务进行调度，将调度出的数据发送到物理层，传输给目标节点。
11.权利要求10的方法，其中，步骤10)中，所述源节点和所述目标节点通过MSH-DSCH 消息的三次握手过程建立连接。
12.权利要求10的方法，其中，步骤20)还包括统计UGS业务请求所需要的带宽UGS_ size ；在UGS队列为空时，选择rtS的调度队列，统计rtS业务请求所需要的带宽RTS_size ； 在处理rtS业务队列为空时，选择nrtS业务的调度队列，统计nrtS业务请求所需要的带宽 NRTS_size。
13.权利要求10的方法，其中，步骤30)还包括统计所有业务所请求的带宽总和，根 据带宽总和获取可用时隙，用于分配带宽；其中，使用基于固定周期GRANT INTERVAL轮询 的分配策略为UGS业务分配带宽，采用固定带宽分配的算法为rtS业务分配带宽，按照服务 质量参数中Min_reserve_rate由大到小的顺序为nrtS业务分配带宽。
14.权利要求10的方法，其中，步骤40)还包括如果当前信道质量状况差，采用鲁棒 性较强的低阶调制和低速率编码；如果当前信道质量状况好，采用高阶调制和高速率编码。
15.一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度方法，包括步骤10)、目标节点根据源节点发送的MSH-DSCH_REQ，利用业务分类管理器将不同业 务请求根据带宽请求截止时间排列；步骤20)、目标节点的第一调度队列选择器有区别的从业务队列中选择调度的数据；步骤30)、目标节点的第一带宽分配器根据业务特性以及业务的服务质量参数来虚拟 分配带宽；步骤40)、目标节点的传输方式选择器根据连接的信道质量状况，为用户确定调制编码 方式步骤50)、目标节点的用户带宽统计器将分配给同一用户的不连续带宽合并为连续带 宽，并将一级调度结果生成MSH_DSCH_GRANT消息发送给源节点；步骤60)、源节点的第二调度选择器根据目标节点发送的MSH-DSCH_GRANT消息中的分 配带宽区域和大小，从业务队列中选择优先调度的业务；步骤70)、源节点的第二带宽分配器根据不同连接所对应的服务质量参数来计算本帧 的最大/最小发送量，区分业务等级对业务进行调度，数据映射器将调度出的数据发送到 物理层，传输给目标节点。
16.权利要求15的方法，其中，步骤10)中，所述源节点和所述目标节点通过MSH-DSCH 消息的三次握手过程建立连接。
17.权利要求15的方法，其中，步骤20)还包括统计UGS业务请求所需要的带宽UGS_ size ；在UGS队列为空时，选择rtS的调度队列，统计rtS业务请求所需要的带宽RTS_size ； 在处理rtS业务队列为空时，选择nrtS业务的调度队列，统计nrtS业务请求所需要的带宽 NRTS_size。
18.权利要求15的方法，其中，步骤30)还包括统计所有业务所请求的带宽总和，根 据带宽总和获取可用时隙，用于分配带宽；其中，使用基于固定周期GRANT INTERVAL轮询的分配策略为UGS业务分配带宽，采用固定带宽分配的算法为rtS业务分配带宽，按照服务 质量参数中Min_reserve_rate由大到小的顺序为nrtS业务分配带宽。
19.权利要求15的方法，其中，步骤40)还包括如果当前信道质量状况差，采用鲁棒 性较强的低阶调制和低速率编码；如果当前信道质量状况好，采用高阶调制和高速率编码。
20.权利要求15的方法，其中，步骤50)还包括带宽分配器把连接和其所属的用户关 联起来，基于用户进行分配带宽的统计累加，合并成连续的带宽，作为MSH-DSCH-grant的 输入。
21.权利要求15的方法，其中，步骤70)还包括轮询缓存中的所有UGS数据队列，根 据可用带宽调度一轮UGS业务；对于rtS和nrtS业务，分别根据最大发送量和最小发送量 进行两轮调度。
全文摘要
本发明提供一种用于无线网状网(MESH)中支持服务质量的数据调度装置和方法，包括两级调度器，在一级调度器中，业务分类管理器根据业务类型将请求进行排队；调度队列选择器I选择要调度的请求队列；带宽分配器I虚拟分配带宽；传输方式选择器提供连接对应的调制编码方式；用户带宽统计器将不连续带宽合并为连续带宽，并将一级调度结果发送给源节点；在二级调度器中，调度选择器I I从业务队列中选择优先调度的业务；带宽分配器I I计算本帧的最大/最小发送量，区分业务等级逐帧对业务进行调度；数据映射器将调度出的数据发送到物理层，传输给目标节点。
文档编号H04W28/08GK101820645SQ20101014870
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者丁亚南, 周俊, 张晶, 杨发森, 石晶林, 胡金龙 申请人:中国科学院计算技术研究所