专利名称：一种服务质量敏感的802.11e多媒体数据分组调度方法
技术领域：
本发明是涉及计算技术领域，特别是涉及多媒体业务的传输应用，具体为一种服 务质量敏感的802. Ile多媒体数据分组调度方法。
背景技术：
随着多媒体技术的广泛应用和无线通信技术的大力发展，多媒体业务在无线网络 中的应用越来越受到人们的关注。无线网络的数据分组调度方法通过决定数据分组传输的 顺序或时序，用以保证网络传输公平性和提高网络吞吐量，已经成为提高无线网络中传输 效率的有效方法。然而，迄今为止，针对802. 11协议的数据调度方法较少，数据分组传输公平性难 以得到保证，迫切需要设计有效的直接针对802. 11协议的数据分组调度方法和具体实现 机制。现有IEEE 802. 11协议中，如802. 11b，采取的是分布式协调功能机制 (Distributed Coordination Function, DCF)，无线信道的使用权通过各个节点竞争来 决定，采用CSMA/CA策略，在传输数据前进行信道检测，若信道处于空闲状态，节点需要等 待一段额外的时间——分布式帧间间隔(DistributecHnter-Frame Space，DIFS)。过了 DIFS之后，若信道仍然空闲，则可开始传输数据。在802. Ilb中只有一个队列，所有数据业 务属于先来先服务的类型，没有区别对待业务类型，这样不能保证服务质量(Quality of Service, QoS)要求高的数据业务的服务(如延迟要求高的实时业务不一定能够得到优先 服务)。为了对音频、视频等多媒体业务进行区分服务，IEEE成立了 802. Ile工作组，提出 了 802. Ile协议。该协议为各种多媒体业务提供了不同的QoS支持。如音频、视频、FTP等 按照服务质量需求分别拥有不同的优先级。增强分布式信道接入(EDCA)机制是IEEE 802. Ile协议中采用的基于竞争的信道 访问机制。802. Ile定义了 8个用户优先级(User Priority, UP)，8类数据业务流分别映 射到4个AC队列中，分别是音频流(AC-V0，Voice)、视频流(AC-VI，Video)、尽力服务流 (AC-BE, Best Effort)和背景流(AC-BK，Background)。二者对应关系如表 1 所示。EDCA 机制中，为了让用户优先级较高的AC队列有更多机会竞争到信道的访问权，每个AC队列都 有其对应的参数仲裁帧间间隔(AIFS，Arbitration Inter-Frame Space)、最小竞争窗口 值CWmin、最大竞争窗口值CWmax、传输机会(TXOPlimit)，EDCA基本访问机制如
图1所示。从图1中可以看出，拥有较小的AIFS或者竞争窗口值(Contentionwindow，Cff) 的AC队列将优先获得信道的访问权。每个AC队列在信道的竞争过程中，都拥有各自的 AIFS[AC]，CWmin[AC]，CWmax[AC]，当竞争信道发生冲突时，就进入退避(kickoff)程序。退避 过程是，AC队列退避计时器减到0的队列访问信道，若计时器同时减到0，则优先级别最高 的AC队列获得信道访问权，其他AC队列则又进入下一轮退避过程。在这过程中，因为较高 传送优先级的AC队列其竞争窗口较小，故随机产生的退避值也较小，则其拥有较大的概率
权利要求
1.一种服务质量敏感的802. Ile多媒体数据分组调度方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1 根据多媒体数据的服务质量需求和实际队列的排队情况，计算各个AC队列对 头的紧急度值[/Λ i表示第i个业务流队列，k表示第i个业务流队列的第k个数据分组， k = 1，表示队列的首个数据分组；业务流队列的紧急度为队首紧急度认=“.1;步骤2 对于Ut1 <U—shold的紧急业务流，则在EDCA机制中调整其AC队列参数 AIFS[AC]，将AIFSN[AC]值调整为1，待紧急业务流服务完后，参数复原；若的 非紧急分组，其对应AC队列参数不作调整；Uthreshtjld为一指定的阈值；步骤3:比较所有紧急业务流的紧急度Ui,若紧急业务流有1，2，...，i，紧急度分别为 U1, U2, ... , Ui,所有紧急业务的紧急度和为:U = U^U2+. · · +Ui,每条紧急业务流所占紧急比 重为=U1ZUU2ZUUiZU调整各紧急业务对应AC队列的最小竞争窗口值CWmin、最大竞争窗口 值CWmax参数，AC队列的CWmin和CWmax调整为原来的l/4(Ui/U)；当只有一个紧急业务流时， 其AC队列CWmin和CWmax参数都调整为原来的1/4 值越小的，调整幅度越大，当计算CWmin < 1，则置 CWmin= 1 ；步骤4 调整参数后，各个AC队列得到新的优先级，各新优先级AC竞争信道，传输其业 务流。优先级高的AC队列有更多机会竞争到信道访问权； 步骤5 循环执行步骤1至步骤4。
2.一种服务质量敏感的802. Ile多媒体数据分组调度方法，其特征在于，步骤1所述服 务质量需求为延迟需求，它的紧急度值计算如下定义[/Λ表示多个AC队列中第i个业务流的第k个数据分组的紧急度，则 Uk =Dk -dk -LJrιιιK ID/1表示第i个业务流的第k个数据分组的QoS延时需求，表示第i个业务流的第k个数据分组积累延时，Lk表示第k个数据分组大小，r,表示业务流i发送速率；其中=S(t)-A1;S(t)表示当前时间，Λλ表示第i个流的第k个数据分组到达AC队列时间。
全文摘要
本发明提供一种服务质量敏感的802.11e多媒体数据分组调度方法，针对802.11e中EDCA机制对多媒体数据调度的不公平问题，结合QoS延时敏感性，实时计算多个媒体业务流中数据分组的紧急度，根据紧急度，调整业务流所对应AC队列的参数，改变AC队列优先级，使紧急业务流有更多机会竞争到信道访问权，从而保证紧急业务流相对于高优先级业务流竞争信道的公平性。实验结果证明，紧急业务流分组调度方案中，紧急业务流的带宽需求得到了保证。
文档编号H04L12/56GK102075440SQ201110043498
公开日2011年5月25日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者乐光学, 周旭, 文吉刚, 谢鲲, 赵利平, 陈丽萍, 龚闯 申请人:湖南大学