專利名稱：用于無線局域網(wǎng)的語音包調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)。更具體地講，涉及一種在WLAN系統(tǒng)中保證語音包傳輸可靠性的調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
考慮到WLAN系統(tǒng)的快速普及，正在進行的對支持諸如語音呼叫的實時服務(wù)的研究剛剛起步，所述實時服務(wù)對延遲非常敏感。無線網(wǎng)絡(luò)市場的快速增長導(dǎo)致在1997年實施了用于WLAN系統(tǒng)的電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11標準。IEEE 802.11標準描述了WLAN系統(tǒng)介質(zhì)訪問控制(MAC)層和物理(PHY)層的規(guī)范。IEEE 802.11WLAN使用雙通道訪問機制操作，即，分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)模式和點協(xié)調(diào)功能(PCF)模式。DCF模式是基于載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)的通道訪問機制，而PCF是基于輪詢機制。
DCF模式以分布方式運行，是WLAN的基本通道訪問機制。然而，在DCF模式下難以保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)。因此，當(dāng)WLAN必須傳輸實時通信業(yè)務(wù)時，會出現(xiàn)嚴重的問題。通常，典型的WLAN系統(tǒng)有11Mbps的帶寬，能夠在DCF模式下非常限制性地支持互聯(lián)網(wǎng)語音協(xié)議(VoIP)。因此，DCF是一種難以滿足在實時通信業(yè)務(wù)中要求的QoS的機制。
PCF模式是在IEEE 802.11WLAN系統(tǒng)中用于傳輸實時通信業(yè)務(wù)的另一選擇，是一種基于中央控制支持語音服務(wù)的合適機制。
圖1是用于解釋在IEEE 802.11標準中定義的DCF和PCF模式操作的概念圖。
在PCF模式中，需要點協(xié)調(diào)器(PC)作為中央控制部。盡管網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點都可以作為PC，但在被設(shè)置為包括接入點(AP)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中，所述AP一般起PC的作用。
系統(tǒng)在PCF模式下運行的時間是非競爭周期(CFP)，而系統(tǒng)在DCF模式下運行的時間是競爭周期(CP)。超級幀包括CFP和CP。每個CFP從信標幀傳輸開始，CFP和CP是交替的。在預(yù)定的時間，PC生成信標幀B，它由CFP重復(fù)間隔(CFPRI)參數(shù)來定義并確定目標信標傳輸時間(TBTT)。CFP的長度由可用通信業(yè)務(wù)的大小和輪詢列表來確定。PC可以在最大持續(xù)時間(CFPMaxDuration)期間或最大持續(xù)時間之前終止CFP。
然而，由于輪詢列表調(diào)度機制沒有在IEEE802.11標準的PCF模式中被詳細定義，所以關(guān)于輪詢列表調(diào)度機制的研究在進行中。
可考慮將傳統(tǒng)的輪轉(zhuǎn)機制用于PCF模式調(diào)度。然而，由于以相同的方式處理語音和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，特別是，輪轉(zhuǎn)算法在高負載的環(huán)境下生成較長的包延遲，并且有很高的丟掉機率，所以輪轉(zhuǎn)機制效率低。
為了解決處理延遲問題，各種基于輪轉(zhuǎn)的調(diào)度機制被提出。然而，已提出的機制無法滿足對輪轉(zhuǎn)機制的缺點包延遲和丟掉機率的改進，以應(yīng)用于WLAN中的實時通信業(yè)務(wù)傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于至少充分地解決上面的問題和/或缺點，而且至少提供下面的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在WLAN系統(tǒng)中為諸如VoIP的實時通信業(yè)務(wù)提供可靠QoS的調(diào)度方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過最小化平均包傳輸延遲和包丟失機率來提供可靠的語音呼叫業(yè)務(wù)的WLAN的調(diào)度方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種調(diào)度方法，該方法包括由點協(xié)調(diào)器(PC)根據(jù)終端的通信業(yè)務(wù)類型，將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設(shè)置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的初始值和最大值；確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值是否小于最大值；如果當(dāng)前值小于最大值，則將輪詢包發(fā)送到相關(guān)的延遲敏感終端；確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應(yīng)于所述輪詢包的響應(yīng)包；如果接收到響應(yīng)包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器初始化為0；如果沒有接收到響應(yīng)包，則將延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器加1；確定是否存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端，則繼續(xù)輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端；在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之后，將延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器重新置0；和返回到輪詢每一延遲敏感終端的步驟。


通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是用于解釋在IEEE 802.11標準中定義的DCF和PCF模式操作的概念圖；圖2A是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的在語音包調(diào)度方法中的優(yōu)先輪詢模式下的輪詢處理的配置圖；圖2B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的在語音包調(diào)度方法中的常規(guī)輪詢模式的輪詢處理的配置圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的語音包調(diào)度方法的流程圖；以及圖4是示出根據(jù)本發(fā)明PC在圖3所示的優(yōu)先輪詢模式下對終端的操作的流程圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2A和圖2B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的在語音包調(diào)度方法中的優(yōu)先輪詢模式和常規(guī)輪詢模式下的輪詢處理的配置圖。如圖2A和圖2B所示，在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的WLAN系統(tǒng)中的語音包調(diào)度方法中，終端被分類為兩組。即，要求延遲敏感通信服務(wù)的終端211，212，213和214被分類為延遲敏感終端組；要求延遲不敏感通信服務(wù)的終端221，222，223和224被分類為延遲不敏感終端組。
延遲敏感終端是要求不允許有傳輸延遲的服務(wù)的終端，所述服務(wù)諸如語音呼叫或視頻會議。延遲不敏感終端是要求延遲對其質(zhì)量影響非常小的服務(wù)的終端，所述服務(wù)諸如網(wǎng)絡(luò)接入或文件傳輸。
在本實施例中，接入點(AP)110作為點協(xié)調(diào)器(PC)以兩種輪詢模式運行，即，優(yōu)先輪詢模式和常規(guī)輪詢模式。
如圖2A所示，在優(yōu)先輪詢模式中，PC 110激活每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數(shù)器PollFail。如果對每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢處理成功，則PC 110將每個延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數(shù)器PollFail重新置為0；如果對延遲敏感終端211，212，213和214的任何一個輪詢處理失敗，則PC 110將相關(guān)的輪詢失敗計數(shù)器PollFail加1。
在優(yōu)先輪詢模式中，PC 110在包括在延遲敏感終端組中的延遲敏感終端211，212，213和214中，只繼續(xù)對輪詢失敗計數(shù)器PollFail的當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)的最大值PollFailMax的延遲敏感終端執(zhí)行輪詢處理。
例如，如果PollFailMax是2，并且如果延遲敏感終端211，212，213和214中的終端213的輪詢失敗計數(shù)器PollFail的當(dāng)前值是2，則PC110只對除終端213以外的余下的延遲敏感終端211，212和214執(zhí)行輪詢處理。
如果在延遲敏感終端211，212，213和214中不存在其輪詢失敗計數(shù)器PollFail的當(dāng)前值小于PollFailMax的延遲敏感終端，則PC 110將輪詢模式從優(yōu)先輪詢模式改變?yōu)槌Ｒ?guī)輪詢模式。
如圖2B所示，在常規(guī)輪詢模式中，PC 110繼續(xù)對延遲敏感終端211，212，213和214和延遲不敏感終端221，222，223和224執(zhí)行輪詢處理。當(dāng)完成對所有的終端輪詢時，PC 110將延遲敏感終端211，212，213和214的輪詢失敗計數(shù)器PollFail重新置0，并進入優(yōu)先輪詢模式。
在優(yōu)先輪詢模式或常規(guī)輪詢模式中，PC 110確定是否存在將被發(fā)送到輪詢處理已經(jīng)成功的終端的數(shù)據(jù)，如果存在將被發(fā)送的數(shù)據(jù)，則PC 110將數(shù)據(jù)包和輪詢包發(fā)送到終端；如果不存在將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，則PC 110只將輪詢包發(fā)送到終端。
如果接收到輪詢包，并且如果存在將被發(fā)送的數(shù)據(jù)，則終端將數(shù)據(jù)包和確認(ACK)包發(fā)送到PC 110；如果不存在將被發(fā)送的數(shù)據(jù)，則終端僅將ACK包發(fā)送到PC 110。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的語音包調(diào)度方法的流程圖。參照圖3，在步驟S310，PC根據(jù)要求的服務(wù)將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端，在步驟S320，PC初始化延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器(Fi＝0)和最大值(FMAX＝2)，在步驟S330，進入優(yōu)先輪詢模式。這里，i代表延遲敏感終端的索引。
當(dāng)PC進入優(yōu)先輪詢模式時，在步驟S340，PC在每個輪詢循環(huán)中確定是否存在滿足Fi＜FMAX的終端。如果不存在Fi＜FMAX的終端，則在步驟S350，PC進入常規(guī)輪詢模式。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明，PC在圖3所示的優(yōu)先輪詢模式下對終端的操作的流程圖。
參照圖4，在優(yōu)先輪詢模式中，在步驟S331，PC對每個滿足Fi＜FMAX的終端執(zhí)行輪詢處理，并在步驟S332中確定輪詢處理是否成功。如果輪詢處理成功，則在步驟S334，PC初始化輪詢處理成功的終端的輪詢失敗計數(shù)器(Fi＝0)；如果輪詢處理不成功，則在步驟S333，PC將輪詢處理失敗的終端的輪詢失敗計數(shù)器加1。
在常規(guī)輪詢模式中，PC 110繼續(xù)對延遲敏感終端和延遲不敏感終端執(zhí)行輪詢處理，如果對所有終端的輪詢處理成功，則PC將延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器重新置0，并進入優(yōu)先輪詢模式。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的語音包調(diào)度方法中，通過根據(jù)要求的服務(wù)對終端分類和根據(jù)終端的通信生成模式確定是否輪詢要求延遲敏感通信服務(wù)的終端，平均包延遲和丟失機率即使在高負載環(huán)境也可以被最小化。另外，可通過根據(jù)終端的通信業(yè)務(wù)類型，對實際上生成通信業(yè)務(wù)的終端授予優(yōu)先權(quán)并以轉(zhuǎn)輪機制輪詢所述終端來保證在IP網(wǎng)絡(luò)中語音包傳輸?shù)腝oS。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明某優(yōu)選實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種通過無線通信系統(tǒng)的點協(xié)調(diào)器提供可靠的服務(wù)質(zhì)量的調(diào)度方法，其中，所述無線通信系統(tǒng)包括多個終端和用于為所述終端提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)的所述點協(xié)調(diào)器，所述調(diào)度方法包括以下步驟根據(jù)終端的通信業(yè)務(wù)類型，將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設(shè)置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的初始值和最大值；輪詢每個延遲敏感終端；確定是否存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端；知如果不存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端，則繼續(xù)輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其中，輪詢失敗計數(shù)器的初始值是0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其中，輪詢每個延遲敏感終端的步驟包括確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值是否小于最大值；如果當(dāng)前值小于最大值，則將輪詢包發(fā)送到相關(guān)的延遲敏感終端；確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應(yīng)于輪詢包的響應(yīng)包；如果接收到響應(yīng)包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器初始化為0；和如果沒有接收到響應(yīng)包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器加1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，還包括在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之后，對延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器重新置0；返回到輪詢每個延遲敏感終端的步驟。
5.一種通過無線通信系統(tǒng)中的點協(xié)調(diào)器提供可靠的服務(wù)質(zhì)量的調(diào)度方法，其中，所述無線通信系統(tǒng)包括多個終端和用于為所述終端提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)的點協(xié)調(diào)器，這種調(diào)度方法包括以下步驟根據(jù)終端的通信業(yè)務(wù)類型，將它們分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設(shè)置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的初始值和最大值；確定每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值是否小于最大值；如果所述當(dāng)前值小于最大值，則將輪詢包發(fā)送到相關(guān)的遲敏感終端。確定是否從所述延遲敏感終端接收到響應(yīng)于輪詢包的響應(yīng)包；如果接收到響應(yīng)包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器初始化為0；如果沒有接收到響應(yīng)包，則將所述延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器加1；確定是否存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端，則繼續(xù)輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。在輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端之后，對延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器重新置0；返回到輪詢每個延遲敏感終端的步驟。
全文摘要
一種調(diào)度方法，包括由點協(xié)調(diào)器(PC)根據(jù)終端的通信業(yè)務(wù)類型將終端分類為延遲敏感終端和延遲不敏感終端；設(shè)置每個延遲敏感終端的輪詢失敗計數(shù)器的初始值和最大值；輪詢每個延遲敏感終端；確定是否存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端；如果不存在其輪詢失敗計數(shù)器的當(dāng)前值小于最大值的延遲敏感終端，則繼續(xù)輪詢延遲敏感終端和延遲不敏感終端。因此，可通過根據(jù)諸如語音呼叫服務(wù)要求嚴格的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的終端的通信業(yè)務(wù)模式，對實際上生成通信業(yè)務(wù)的終端授予優(yōu)先權(quán)并以輪轉(zhuǎn)機制輪詢所述終端來保證在IP網(wǎng)絡(luò)中語音包的傳輸QoS。
文檔編號H04L12/28GK1897754SQ200610101309
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者張景訓(xùn), 金映秀, 周永行, 李建軍, 毛曙福, 曹志剛, 樊平毅 申請人:三星電子株式會社, 清華大學(xué)