專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN，Wireless Local Access Network)技術(shù)領(lǐng)域，具體 涉及一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法。
背景技術(shù)：
WLAN的出現(xiàn)和迅速發(fā)展極大地豐富了接入技術(shù)，不過(guò)目前的WLAN大都僅提供"盡 力而為"(Best effort)服務(wù)，不能滿(mǎn)足服務(wù)質(zhì)量(QoS， Quality ofservice)需求，特別是 不能滿(mǎn)足高品質(zhì)語(yǔ)音、視頻等對(duì)時(shí)延敏感的多媒體業(yè)務(wù)的QoS需求。為此IEEE制定了新 協(xié)議IEEE 802. lle，定義了優(yōu)先級(jí)從高到低的四種業(yè)務(wù)類(lèi)型語(yǔ)音業(yè)務(wù)(voice)、視頻業(yè)務(wù) (video)、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)(videoprobe)和盡力而為業(yè)務(wù)(best effort);引入了混合協(xié)調(diào)機(jī) 制(Hybrid CoordinationFunction，簡(jiǎn)寫(xiě)為HCF)，以增強(qiáng)WLAN對(duì)各類(lèi)業(yè)務(wù)的QoS支持，同 時(shí)提高整體網(wǎng)絡(luò)的容量和效率。具有IEEE802. lie QoS功能的站點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)分別被稱(chēng) 為QSTA(QoS—capable Station)禾口 QAP (QoS Access Point)。其中，基石出(Infrastructure) 結(jié)構(gòu)模式的WLAN由QAP、 QSTA和分布式系統(tǒng)(DS)構(gòu)成。 一個(gè)QAP覆蓋的微蜂窩就是一個(gè) 基本服務(wù)集(BSS)。 QAP可看作無(wú)線(xiàn)集線(xiàn)器(Hub)，主要有兩個(gè)作用協(xié)調(diào)QSTA對(duì)無(wú)線(xiàn)介質(zhì) 的訪(fǎng)問(wèn)和將QSTA接入有線(xiàn)網(wǎng)。 HCF實(shí)際上是一種將原有IEEE 802. 11協(xié)議中關(guān)于信道接入的分布式協(xié)調(diào)功能 (DCF， Distributed Coordination Function)禾口點(diǎn)協(xié)調(diào)功會(huì)g (PCF， PointCoordination Function)進(jìn)行改進(jìn)和增強(qiáng)后混合而成的協(xié)調(diào)機(jī)制。改進(jìn)后的DCF稱(chēng)為增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào) 接入(EDCA，Enhanced Distributed Channel Access)，改進(jìn)后的PCF稱(chēng)為混合協(xié)調(diào)控制信 道接入(HCCA，HCF Controlled ChannelAccess) 。 EDCA采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/避免沖突 (CSMA/CA， Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance)來(lái)實(shí)現(xiàn)QSTA與 QAP之間的無(wú)線(xiàn)介質(zhì)共享；而HCCA則是QAP通過(guò)輪詢(xún)的方式實(shí)現(xiàn)QSTA之間公平有序地訪(fǎng) 問(wèn)信道，避免對(duì)無(wú)線(xiàn)介質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)。 HCCA是一種集中控制信道接入的功能，它通過(guò)QAP上的混合協(xié)調(diào)器(HC， Hybrid Coordinator)對(duì)每個(gè)QSTA各類(lèi)業(yè)務(wù)的發(fā)送機(jī)會(huì)(TXOP， Transmission 0卯ortunity)進(jìn)行 計(jì)算和設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行分配TX0P的帶寬管理功能。從2006年IEEE 802. lie協(xié)議頒布以 來(lái)，對(duì)EDCA接入方式的研究和成果層出不窮，然而對(duì)于HCCA的研究卻相對(duì)平淡。其主要原 因是傳統(tǒng)的基于輪詢(xún)的信道接入方式PCF在WLAN中只是可選項(xiàng)， 一般WLAN設(shè)備制造商僅 在其設(shè)備中實(shí)現(xiàn)DCF接入方式；并且802. lle協(xié)議對(duì)HCCA接入機(jī)制并沒(méi)有規(guī)定控制接入的 算法細(xì)則，只是在概念上給與大致的定義和說(shuō)明。國(guó)內(nèi)外WLAN設(shè)備提供商普遍采用的信道 接入控制策略是EDCA，對(duì)各QSTA的上行發(fā)送帶寬則不進(jìn)行控制。這種接入機(jī)制是從技術(shù)角 度出發(fā)來(lái)考慮，其目的是為了區(qū)分四類(lèi)業(yè)務(wù)的QoS。但是從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的角度來(lái)看，EDCA控制 策略則沒(méi)有考慮到運(yùn)營(yíng)商需要保證各QSTA公平性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，該方 法符合IEEE802. le HCCA機(jī)制，通過(guò)使用協(xié)調(diào)控制的方式集中管理各QSTA對(duì)無(wú)線(xiàn)媒體介質(zhì) 的訪(fǎng)問(wèn)，不僅能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供QoS保證，并且可以保證各QSTA的公平性。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供方案如下 —種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，應(yīng)用在由QAP和多個(gè)QSTA組成的基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)模式的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中，在當(dāng)前超幀周期中，QAP按照以下步驟為各QSTA分配帶寬
初次分配步驟為所有QSTA分配用于發(fā)送語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬，所述固定帶寬保 證上一超幀周期內(nèi)各QSTA緩存的語(yǔ)音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠全部發(fā)送完畢；根據(jù)各QSTA的視頻探 測(cè)業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和該QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的保證帶寬中的較小者，確定各QSTA的視 頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬；為各QSTA的視頻業(yè)務(wù)分別分配初次分配帶寬，該初次分配帶寬為 該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和該視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬中的較小者； 再次分配步驟將系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬、視頻探 測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬和視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬，得到第一剩余帶寬；選擇出視頻業(yè)務(wù)的初 次分配帶寬不小于該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值的QSTA作為第一組QSTA，并將第一組QSTA中 的各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬作為該視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬；選擇出視頻業(yè)務(wù) 的初次分配帶寬小于視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值的QSTA作為第二組QSTA，根據(jù)第二組QSTA中 各QSTA的權(quán)重與第一剩余帶寬的乘積，計(jì)算并確定第二組QSTA中各QSTA的再次分配帶 寬，并將第二組QSTA中各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和兩次分配帶寬中的較小者，作為 第二組QSTA中各QSTA視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬，其中所述兩次分配帶寬是該QSTA的初次 分配帶寬與再次分配帶寬之和； 最后分配步驟將系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬、視頻探 測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬和視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬，得到第二剩余帶寬；將所述第二剩余帶寬 平均分配給申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)的QSTA，作為各QSTA的盡力而為業(yè)務(wù)的帶寬。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，還包括所述QAP分 別向各QSTA下發(fā)輪詢(xún)幀，所述輪詢(xún)幀中攜帶有所述QAP為該QSTA的各業(yè)務(wù)所分配的帶寬。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，所述輪詢(xún)幀的MAC 幀頭的服務(wù)質(zhì)量QoS控制域?yàn)?個(gè)字節(jié)，其中每2個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一種業(yè)務(wù)類(lèi)型，并在該2個(gè) 字節(jié)中攜帶有該2個(gè)字節(jié)所對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)類(lèi)型信息以及為該業(yè)務(wù)類(lèi)型的業(yè)務(wù)所分配的帶寬。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，還包括各個(gè)QSTA 提取QAP下發(fā)的輪詢(xún)幀中所攜帶的各業(yè)務(wù)所分配的帶寬，并在各業(yè)務(wù)所分配的帶寬內(nèi)將各 業(yè)務(wù)上行發(fā)送至QAP。 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，還包括如果所有 QSTA在各自業(yè)務(wù)所分配的帶寬內(nèi)將各自業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后本超幀周期還未結(jié)束，QAP 提前發(fā)送控制幀CF-End以提前結(jié)束本超幀周期。 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，在每個(gè)超幀周期中， 各個(gè)QSTA在其所發(fā)送的視頻業(yè)務(wù)、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)或盡力而為業(yè)務(wù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀中，將 自身緩存中該業(yè)務(wù)的剩余數(shù)據(jù)量作為該業(yè)務(wù)在下一超幀周期的帶寬申請(qǐng)值，攜帶在該數(shù)據(jù) 幀的MAC幀頭的QoS控制域中發(fā)送給QAP。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，所述QSTA視頻探測(cè) 業(yè)務(wù)的保證帶寬和視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬是該QSTA所簽訂的服務(wù)水平協(xié)議中所規(guī)定的。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，所述系統(tǒng)上行可用 帶寬等于WLAN系統(tǒng)帶寬與一比例系數(shù)的乘積，所述比例系數(shù)小于l。 優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，所述第二組QSTA中 各QSTA的權(quán)重等于該QSTA的保證帶寬與第二組QSTA中所有QSTA的保證帶寬之和的比值。
優(yōu)選地，本發(fā)明所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法中，所述超幀周期為 10240微秒。 從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，至少具 有以下的有益效果針對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的各業(yè)務(wù)，充分考慮各業(yè)務(wù)的時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)及帶寬需 求，為優(yōu)先級(jí)高的業(yè)務(wù)優(yōu)先分配帶寬，并盡量滿(mǎn)足帶寬需求較大的視頻業(yè)務(wù)的帶寬需求，同 時(shí)還保證了各QSTA的盡力而為業(yè)務(wù)之間的公平性；本發(fā)明利用各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀的MAC幀頭 的QoS控制域，向QAP上報(bào)該業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值，即不需要發(fā)送額外的系統(tǒng)幀上報(bào)帶寬申請(qǐng) 值，有利于節(jié)約系統(tǒng)帶寬；本發(fā)明通過(guò)將系統(tǒng)上行可用帶寬設(shè)置為WLAN系統(tǒng)總帶寬的一個(gè) 固定比例，大大簡(jiǎn)化了帶寬分配計(jì)算；最后，本發(fā)明相對(duì)于PCF接入方式，能夠?qū)Ω邇?yōu)先級(jí) 的語(yǔ)音業(yè)務(wù)提供更好的時(shí)延指標(biāo)，并且能夠提高系統(tǒng)的總吞吐量和帶寬利用率。


圖1是Infrastructure型的WLAN的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述上行接入控制的流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方法的執(zhí)行流程圖。 圖4是擴(kuò)展后的帶寬授權(quán)幀QoS(+)CF-Poll的QoS控制域的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在符合IEEE 802. lie對(duì)HCCA機(jī)制規(guī)定的前提下，設(shè)計(jì)出一種動(dòng)態(tài)帶寬分 配(DBA, Dynamic Bandwidth Allocation)方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)QAP對(duì)各QSTA乃至各種業(yè)務(wù)的接 入控制。該DBA方法不僅能防止Infrastructure型WLAN系統(tǒng)各QSTA上行數(shù)據(jù)的沖突，還 可以按各用戶(hù)簽訂的上行帶寬協(xié)議(例如，服務(wù)水平協(xié)議(SLA， Service Level Agreement) 中規(guī)定的保證帶寬)來(lái)管理各QSTA的上行帶寬，為運(yùn)營(yíng)商提供一種靈活可靠的帶寬管理手 段。以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)配置QAP上的HC，由HC根據(jù)本發(fā)明提供的DBA方法對(duì)QSTA 進(jìn)行上行接入控制，從而規(guī)定在一個(gè)超幀周期內(nèi)各QSTA四種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分別獲得的上行發(fā) 送帶寬，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的上行接入控制的流程圖包括以下步驟
步驟21 ，上行方向，在HC的控制下，各QSTA將自身緩存中的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送至 QAP。其中，各QSTA的發(fā)送控制器根據(jù)自身上行授權(quán)寄存器中保存的每類(lèi)業(yè)務(wù)上行帶寬授 權(quán)信息，連續(xù)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)(Data)幀，并在本QSTA所發(fā)送視頻、視頻探測(cè)和盡力而為業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀時(shí)，在該數(shù)據(jù)幀的MAC幀頭的QoS控制域填入緩存中該業(yè)務(wù)剩余的 數(shù)據(jù)量信息，作為該業(yè)務(wù)的下一超幀周期的帶寬申請(qǐng)值發(fā)送給HC，HC將各QSTA的各業(yè)務(wù)的 帶寬申請(qǐng)保存在帶寬申請(qǐng)記錄寄存器中。本發(fā)明實(shí)施例中，HC對(duì)所有QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)是采用分配固定帶寬的方法，所以不需要該業(yè)務(wù)上報(bào)帶寬需求。 步驟22，當(dāng)所有QSTA根據(jù)帶寬授權(quán)完成上行數(shù)據(jù)發(fā)送后，HC通過(guò)廣播CF-End幀 結(jié)束本超幀周期，隨即進(jìn)入了下一超幀周期。HC從帶寬申請(qǐng)記錄寄存器中獲取所有QSTA在 上一超幀周期所發(fā)送的各業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值，并根據(jù)本實(shí)施例提供的上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方 法計(jì)算出本超幀周期每個(gè)QSTA的各類(lèi)業(yè)務(wù)所獲得的帶寬(包括各業(yè)務(wù)的上行發(fā)送時(shí)間以 及各業(yè)務(wù)的帶寬大小)。帶寬分配算法的執(zhí)行是由HC瞬時(shí)完成的，HC計(jì)算出各QSTA的各 種業(yè)務(wù)在本超幀周期的帶寬后，保存在QAP側(cè)的帶寬授權(quán)寄存器中。 步驟23，下行方向，HC通過(guò)向每個(gè)QSTA分別發(fā)送輪詢(xún)幀(QoS (+) CF-Poll幀)來(lái) 控制每個(gè)QSTA接入無(wú)線(xiàn)信道，其中，在QoS (+) CF-Poll幀的MAC幀頭中的QoS控制域填入帶 寬授權(quán)寄存器中保存的該QSTA的各種業(yè)務(wù)的帶寬，作為各業(yè)務(wù)的上行帶寬授權(quán)；各個(gè)QSTA 接收到輪詢(xún)幀后，提取其中攜帶的帶寬信息，保存在自身的上行授權(quán)寄存器中。
步驟24，各QSTA在當(dāng)前超幀周期重復(fù)步驟21 ，以將自身緩存中的各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以 及緩存中的各業(yè)務(wù)的剩余數(shù)據(jù)量信息發(fā)送給QAP。 通過(guò)以上步驟，本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了對(duì)QSTA的上行接入控制。
本發(fā)明實(shí)施例的DBA方法，區(qū)分了不同業(yè)務(wù)的QoS，保證時(shí)延敏感業(yè)務(wù)的時(shí)延要 求，保證有最小保證帶寬需求的業(yè)務(wù)的保證帶寬，保證各QSTA獲得的業(yè)務(wù)帶寬不超過(guò)該業(yè) 務(wù)的請(qǐng)求帶寬。以下詳細(xì)介紹本發(fā)明實(shí)施例的DBA方法。 本實(shí)施例所述DBA方法，首先滿(mǎn)足語(yǔ)音業(yè)務(wù)的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)要求，并且盡量給 予視頻業(yè)務(wù)足夠的帶寬。而對(duì)于視頻探測(cè)和盡力而為業(yè)務(wù)，本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方法則 不提供QoS保證。語(yǔ)音業(yè)務(wù)需要固定分配帶寬并且需要控制信元傳輸時(shí)延，它對(duì)吞吐量、時(shí) 延及時(shí)延抖動(dòng)都有嚴(yán)格的要求，因此必須分配足夠的固定帶寬。視頻業(yè)務(wù)的主要特性是變 化比特率，需要比較高的傳輸帶寬，當(dāng)信元速率大于保證帶寬時(shí)，不僅需要為該QSTA分配 其與運(yùn)營(yíng)商簽訂的SLA中規(guī)定的保證帶寬，還需要為該QSTA分配一部分的非保證帶寬。然 而對(duì)每個(gè)QSTA而言，其視頻業(yè)務(wù)所獲得的保證帶寬和非保證帶寬之和應(yīng)當(dāng)不超過(guò)該業(yè)務(wù) 的帶寬申請(qǐng)值。視頻探測(cè)業(yè)務(wù)也屬于變化比特率的業(yè)務(wù)，對(duì)時(shí)延和吞吐量有一定要求，其唯 一特征是只需要獲得保證帶寬。該類(lèi)業(yè)務(wù)的保證帶寬在SLA中保證，并且只有在被QSTA請(qǐng) 求后才會(huì)被分配。盡力而為業(yè)務(wù)沒(méi)有QoS要求，僅僅需要分配盡力而為的帶寬，并沒(méi)有任何 帶寬保證。為了保證各QSTA之間的公平性，在分配完上述三種業(yè)務(wù)的帶寬之后，將系統(tǒng)的 剩余帶寬平均分配給需要發(fā)送盡力而為業(yè)務(wù)的QSTA。 本發(fā)明實(shí)施例的DBA方法采用時(shí)分控制策略，因此，在Infrastructure型WLAN系 統(tǒng)中，首先需要確定DBA周期，也就是超幀周期的長(zhǎng)度。根據(jù)運(yùn)營(yíng)商與各QSTA用戶(hù)之間簽 訂的SLA將每個(gè)超幀周期分段成若干時(shí)隙，并規(guī)定各QSTA只能在自己的授權(quán)時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù) 據(jù)。每超幀周期內(nèi)實(shí)際的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間可設(shè)置為超幀周期長(zhǎng)度的70%，超幀周期的其余時(shí) 間可足夠用于系統(tǒng)幀的發(fā)送和幀間隔的開(kāi)銷(xiāo)，即系統(tǒng)實(shí)際帶寬為WLAN系統(tǒng)總帶寬的70X， 從而在帶寬分配計(jì)算中無(wú)需考慮系統(tǒng)幀和幀間隔的開(kāi)銷(xiāo)，而是直接利用系統(tǒng)上行可用帶寬 (該帶寬為一固定數(shù)值)進(jìn)行計(jì)算，可以大大簡(jiǎn)化帶寬分配計(jì)算。若所有QSTA根據(jù)帶寬授 權(quán)將各業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后本超幀周期還未結(jié)束，QAP可以提前發(fā)送CF-End幀來(lái)提前結(jié) 束本超幀周期，避免了因系統(tǒng)的停滯導(dǎo)致帶寬的浪費(fèi)。 本發(fā)明實(shí)施例DBA方法的實(shí)現(xiàn)需要設(shè)計(jì)WLAN的嵌入式軟件，包括QAP側(cè)和QSTA側(cè)
7的嵌入式軟件。WLAN的嵌入式軟提供上層網(wǎng)絡(luò)管理接口和硬件驅(qū)動(dòng)接口 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)WLAN系統(tǒng) 設(shè)備的配置、性能、帶寬的管理，并與WLAN硬件配合完成系統(tǒng)的交換和傳輸?shù)雀鞣N業(yè)務(wù)功 能。QAP側(cè)嵌入式軟件需要完成帶寬的計(jì)算和分配功能，是實(shí)現(xiàn)算法的核心部分。與QAP側(cè) 執(zhí)行算法相關(guān)的硬件寄存器有帶寬授權(quán)寄存器、帶寬申請(qǐng)寄存器、SLA寄存器和數(shù)據(jù)緩存器 等；QSTA側(cè)嵌入式軟件用于根據(jù)帶寬授權(quán)來(lái)驅(qū)動(dòng)硬件完成各業(yè)務(wù)上行數(shù)據(jù)的發(fā)送，與QSTA 側(cè)執(zhí)行算法相關(guān)的硬件寄存器有上行授權(quán)寄存器、數(shù)據(jù)緩存器等。 本發(fā)明實(shí)施例中，為實(shí)現(xiàn)DBA方法的時(shí)分控制策略，首先QAP需要通過(guò)網(wǎng)管界面獲 取各QSTA簽訂的上行帶寬協(xié)議，并保存在相應(yīng)的SLA寄存器中。其次，QAP側(cè)的CPU從帶寬 申請(qǐng)記錄寄存器中獲取各QSTA業(yè)務(wù)的在前一超幀周期發(fā)送的帶寬申請(qǐng)值，通過(guò)本實(shí)施例 的DBA算法，計(jì)算出本超幀周期各QSTA各類(lèi)業(yè)務(wù)的上行帶寬授權(quán)信息(TXOP)，然后將所有 QSTA的TXOP值保存在QAP側(cè)的帶寬授權(quán)寄存器中。接下來(lái)，在QAP側(cè)， 一方面由FPGA芯 片將各QSTA上行帶寬授權(quán)信息封裝成根據(jù)802. lie協(xié)議所擴(kuò)展的MAC控制幀格式的帶寬 授權(quán)幀QoS (+) CF-Poll，輪詢(xún)各相應(yīng)的QSTA， QSTA側(cè)接收上述TXOP并保存在相應(yīng)的上行授 權(quán)寄存器中；另一方面，上行方向，在HC的控制下，各QSTA根據(jù)上行帶寬授權(quán)信息，將自身 緩存中的各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送至QAP，其中，QSTA的發(fā)送控制器根據(jù)上行授權(quán)寄存器保存的 每類(lèi)業(yè)務(wù)上行帶寬授權(quán)內(nèi)容，連續(xù)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)幀。并且在發(fā)送視頻、視頻探測(cè)和盡力而為 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的最后一個(gè)上行數(shù)據(jù)幀中，QSTA的FPGA芯片讀取這三類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩存寄存器的 值(即這三類(lèi)業(yè)務(wù)緩存中的數(shù)據(jù)量)，并作為下一個(gè)超幀周期的帶寬申請(qǐng)值填入MAC幀頭的 QoS控制域，發(fā)送給HC。至于盡力而為業(yè)務(wù)，由于本實(shí)施例中QAP是將系統(tǒng)的剩余帶寬平均 分配給所有需要發(fā)送盡力而為業(yè)務(wù)的QSTA， QAP根據(jù)QSTA的盡力而為業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值， 判斷該QSTA是否存在盡力而為業(yè)務(wù)，進(jìn)而決定是否為該QSTA分配系統(tǒng)的剩余帶寬。
本發(fā)明實(shí)施例需要完成QSTA帶寬授權(quán)計(jì)算、帶寬授權(quán)信息傳遞、數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù) 發(fā)送的時(shí)分控制等子任務(wù)。本實(shí)施例以在1個(gè)QAP和若干個(gè)QSTA組成的Infrastructure 結(jié)構(gòu)模式的WLAN系統(tǒng)為例，以下說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的各子任務(wù)。 QSTA帶寬授權(quán)計(jì)算子任務(wù)該子任務(wù)是本實(shí)施例的核心部分，在QAP側(cè)CPU中，通 過(guò)執(zhí)行DBA方法的系統(tǒng)軟件，并根據(jù)前一超幀周期所有QSTA業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和SLA中簽 訂的保證帶寬值，計(jì)算出各QSTA的上行帶寬授權(quán)。算法的執(zhí)行分三個(gè)步驟初次分配步驟， 再次分配步驟和最后分配步驟，具體算法流程參照?qǐng)D3。經(jīng)過(guò)這三個(gè)步驟后，每個(gè)QSTA各類(lèi) 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在當(dāng)前超幀周期所獲得的TXOP都可以計(jì)算出來(lái)。 第一步是初次帶寬分配完成所有QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的帶寬分配， 并且分配完所有QSTA的視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬。具體的，QAP分配給所有QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù) 的帶寬都是固定值，大小為FixecLTxop。無(wú)論QSTA是否存在語(yǔ)音業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，QAP在每個(gè) 超幀周期都會(huì)為所有QSTA固定分配這部分帶寬。該固定帶寬可以保證上一超幀周期內(nèi)各 QSTA緩存內(nèi)所有的語(yǔ)音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可以全部發(fā)送給QAP ;QAP給每個(gè)QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)分 配的帶寬等于該QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的保證帶寬和該QSTA視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值 中的較小值，也就是說(shuō)視頻探測(cè)業(yè)務(wù)在每個(gè)超幀周期中最終獲得的帶寬不得超過(guò)其保證帶 寬；QAP為各QSTA的視頻業(yè)務(wù)分別分配初次分配帶寬，該初次分配帶寬為該業(yè)務(wù)的帶寬申 請(qǐng)值和該視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬中的較小者，即QAP給視頻業(yè)務(wù)初次分配的帶寬和視頻探測(cè) 業(yè)務(wù)一樣，不得超過(guò)該業(yè)務(wù)的保證帶寬。
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第二步是再次帶寬分配將WLAN系統(tǒng)的系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè) 務(wù)的固定帶寬、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬和視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬，得到初次分配后的 系統(tǒng)剩余帶寬Sys_TXOp_l。經(jīng)過(guò)再次分配后可以完成所有QSTA的視頻業(yè)務(wù)的非保證帶 寬分配，QSTA的視頻業(yè)務(wù)分配到總的帶寬值是各自的初次分配帶寬和再次分配帶寬之和。 首先，QAP判斷各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值是否大于初次分配帶寬(保證帶寬)，若 是，則該QSTA將參與再次帶寬分配，否則不需要再次分配帶寬。按照上述判斷結(jié)果，對(duì)所有 QSTA進(jìn)行選擇分組，其中一組QSTA需要參與再次帶寬分配，另一組QSTA不參與再次帶寬分 配。對(duì)于不參與再次帶寬分配的QSTA，該QSTA視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬就是初次分配帶 寬。對(duì)于參與再次帶寬分配的QSTA，該QSTA能夠獲得的再次分配帶寬的大小與該QSTA視 頻業(yè)務(wù)的保證帶寬的大小成正比，即該QSTA再次分配帶寬的權(quán)重值正比于該QSTA視頻業(yè) 務(wù)的保證帶寬，以?xún)?yōu)先滿(mǎn)足保證帶寬要求高的QSTA，同時(shí)還需要保證該QSTA視頻業(yè)務(wù)所分 配到的總帶寬不能超過(guò)該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值。按照參與再次分配的各QSTA的權(quán)重與 系統(tǒng)剩余帶寬Sys_TXOp_l的乘積，計(jì)算得到各QSTA的再次分配帶寬(即非保證帶寬)，用 表達(dá)式表示為 Nonassured—Txop(k) = Sys—Txop—l*[Assured—Txop(k)/ I] Assured—Txop (k)]
其中，AssurecLTxop(k)是QSTA(k)的保證帶寬，E Assured_Txop (k)是參與再次 帶寬分配的所有QSTA的保證帶寬之和，[Assured_Txop(k)/ E Assured_Txop (k)]表示第 k個(gè)QSTA的權(quán)重值，即權(quán)重等于該QSTA的保證帶寬與所有參與再次分配的QSTA的保證帶 寬之和的比值。 分配完QSTA的非保證帶寬后，還需要檢驗(yàn)經(jīng)過(guò)兩次分配視頻業(yè)務(wù)所獲得總帶寬 是否超出該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值，取兩次分配的總帶寬和帶寬申請(qǐng)值中的較小值，作為 參與再次帶寬分配的QSTA的視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬。 第三步是最后帶寬分配經(jīng)過(guò)再次帶寬分配后，WLAN系統(tǒng)的剩余上行帶寬為Sys_ Txop_2。將系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配 帶寬和視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬，得到的剩余帶寬即是Sys_TXOp_2。最后帶寬分配是為了 給最低優(yōu)先級(jí)的盡力而為業(yè)務(wù)分配帶寬。在第二步的再次帶寬分配中，由于可能存在兩次 分配的總帶寬大于帶寬申請(qǐng)值的視頻業(yè)務(wù)，因此Sys_TXOp_2的值可能大于零，此時(shí)，需要 將Sys_TXOp_2平均分配給系統(tǒng)中申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)帶寬的QSTA。這里，可用根據(jù)QSTA 在上一超幀周期所發(fā)送的盡力而為業(yè)務(wù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀中攜帶的帶寬申請(qǐng)值，判斷QSTA 是否申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)，例如，當(dāng)該帶寬申請(qǐng)值大于零時(shí)即表明該QSTA有盡力而為業(yè)務(wù) 需要發(fā)送，即該QSTA申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)。 這樣，通過(guò)以上步驟，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)中各QSTA的各類(lèi)業(yè)務(wù)的帶寬分配。
帶寬授權(quán)信息傳遞子任務(wù)該任務(wù)將上行帶寬授權(quán)信息自QAP側(cè)傳遞到QSTA側(cè)。 在本實(shí)施例中，利用擴(kuò)展的802. lie的輪詢(xún)幀QoS(+)CF-Po11作為帶寬授權(quán)幀，承載并傳遞 上行帶寬授權(quán)信息。本實(shí)施例對(duì)輪詢(xún)幀的QoS控制域進(jìn)行了擴(kuò)展，將其由2個(gè)字節(jié)擴(kuò)展為 8個(gè)字節(jié)，其中每?jī)蓚€(gè)字節(jié)攜帶有該QoS(+)CF-Po11幀所發(fā)送到的QSTA的其中一個(gè)業(yè)務(wù)所 分配的帶寬授權(quán)信息。圖4顯示了擴(kuò)展后的輪詢(xún)幀QoS(+)CF-Po11的QoS控制域的格式， 一共8個(gè)字節(jié)，其中每?jī)蓚€(gè)字節(jié)定義為一個(gè)QoS子控制域，用于描述一種類(lèi)型業(yè)務(wù)的上行帶 寬授權(quán)信息。在每個(gè)QoS子控制域中，包括前4個(gè)比特的TID用于標(biāo)識(shí)業(yè)務(wù)類(lèi)型，我們只需用前兩個(gè)比特即可以區(qū)分出四類(lèi)優(yōu)先級(jí)不同的業(yè)務(wù)；第5個(gè)比特的E0SP是其它用途的標(biāo) 志位；第6 7比特ACK Policy用于標(biāo)識(shí)該輪詢(xún)幀發(fā)送至QSTA后，需要QSTA所做出的應(yīng) 答方式；第8個(gè)比特Reserved是預(yù)留比特位；第9到16比特位為T(mén)XOP Limit,用于標(biāo)識(shí)該 業(yè)務(wù)所獲得的上行發(fā)送時(shí)間，也就是該業(yè)務(wù)所分配的上行帶寬。 數(shù)據(jù)緩存子任務(wù)由于采用時(shí)分控制策略，各QSTA只能在自己的授權(quán)帶寬時(shí)隙內(nèi) 發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，上行方向WLAN系統(tǒng)需要在QSTA側(cè)緩存數(shù)據(jù)。四類(lèi)優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)緩 存在QSTA不同的緩存隊(duì)列中。同樣，WLAN系統(tǒng)也需要在QAP側(cè)緩存數(shù)據(jù)，并將所有接收到 的來(lái)自QSTA的數(shù)據(jù)傳輸至有線(xiàn)接入網(wǎng)。 數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)分控制子任務(wù)該任務(wù)是WLAN系統(tǒng)上行可用帶寬控制策略的核心。 上行方向，各QSTA接收到帶寬授權(quán)幀QoS (+) CF-Poll后，提取其中各個(gè)業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)信 息，據(jù)此配置上行授權(quán)寄存器，并利用該上行授權(quán)寄存器控制上行發(fā)送起始時(shí)間點(diǎn)及發(fā)送 時(shí)長(zhǎng)，并且QSTA在發(fā)送視頻、視頻探測(cè)及盡力而為這三類(lèi)業(yè)務(wù)的最后一個(gè)上行數(shù)據(jù)幀中， 通過(guò)MAC幀頭的QoS控制域中填入緩存中該業(yè)務(wù)的剩余數(shù)據(jù)量，作為下一個(gè)超幀周期帶寬 申請(qǐng)值發(fā)送給QAP側(cè)的HC。 本發(fā)明實(shí)施例的DBA方法，使得在有帶寬資源發(fā)生沖突的時(shí)候，能夠保證各QSTA 同種類(lèi)型的業(yè)務(wù)之間的公平性。對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)，系統(tǒng)分配足夠的固定帶寬，因此不存在資 源沖突，也不存在公平性的問(wèn)題；對(duì)于視頻業(yè)務(wù)，在資源有沖突的時(shí)候，所獲得的保證部分 帶寬和非保證部分的帶寬應(yīng)該分別與根據(jù)SLA所配置的保證帶寬成正比，所以對(duì)于不同的 QSTA，如果申請(qǐng)帶寬相同的情況下也可能獲得不同的帶寬授權(quán)；對(duì)于視頻探測(cè)業(yè)務(wù)，同視頻 業(yè)務(wù)一樣，在有資源沖突的時(shí)候，所獲得的帶寬應(yīng)該與事先根據(jù)SLA配置好的保證門(mén)限的 大小成正比；而對(duì)于盡力而為業(yè)務(wù)，在有資源沖突的時(shí)候，不同QSTA的所獲得的帶寬應(yīng)該 基本相等。 本發(fā)明的技術(shù)方案可以明顯提高系統(tǒng)的帶寬利用率。在本發(fā)明提出的DBA方法下 的帶寬利用率要顯著高于PCF接入機(jī)制下的帶寬利用率。提高帶寬利用率應(yīng)該盡量減小物 理層開(kāi)銷(xiāo)，例如在性能滿(mǎn)足要求的前提下，系統(tǒng)幀發(fā)送的頻率應(yīng)該越低越好，兩次發(fā)送數(shù)據(jù) 的時(shí)間間隔可以適當(dāng)拉長(zhǎng)，也就是超幀周期可以適當(dāng)變長(zhǎng)。但是，若將時(shí)間間隔拉得太大， 算法就無(wú)法保證時(shí)延敏感的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的QoS需求了 。因此，要在上行帶寬利用率和QoS之 間取一個(gè)平衡，在符合協(xié)議的前提下，本實(shí)施例中取超幀周期為10240微秒(us)，可很好地 滿(mǎn)足上述平衡性的需求。 本發(fā)明的技術(shù)方案，不僅能滿(mǎn)足WLAN性能的要求，而且軟件實(shí)現(xiàn)的算法復(fù)雜度不 高，硬件實(shí)現(xiàn)也相對(duì)簡(jiǎn)單并且響應(yīng)速度較快。軟件應(yīng)該能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成DBA的計(jì) 算，硬件根據(jù)軟件計(jì)算出的帶寬授權(quán)填充QoS域形成輪詢(xún)幀QoS (+) CF-Poll的下發(fā)，保證各 QSTA能夠及時(shí)正常地發(fā)送上行數(shù)據(jù)。 這里，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中，輪詢(xún)幀QoS(+)CF-Po11并不附帶向QSTA發(fā) 送下行數(shù)據(jù)。HCCA機(jī)制主要是針對(duì)QSTA的上行接入控制，因此，本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方 法中并不用對(duì)WLAN的下行的數(shù)據(jù)予以考慮?；?02. lie協(xié)議中HCCA機(jī)制，在競(jìng)爭(zhēng)期和 非競(jìng)爭(zhēng)期的時(shí)間長(zhǎng)度總和(即超幀周期)不變的情況下，競(jìng)爭(zhēng)期和非競(jìng)爭(zhēng)期各自的時(shí)間長(zhǎng) 度是可動(dòng)態(tài)調(diào)整的。802. lle協(xié)議所規(guī)定競(jìng)爭(zhēng)期的最小時(shí)間相對(duì)于超幀周期而言，可以忽略 不計(jì)。因此，不妨將整個(gè)超幀周期都看作非競(jìng)爭(zhēng)期，QAP以HCCA機(jī)制控制各QSTA接入無(wú)線(xiàn)信道，從而可以忽略競(jìng)爭(zhēng)期的EDCA機(jī)制下的數(shù)據(jù)傳輸，有利于本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方法 的實(shí)現(xiàn)。為了方便本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方法的實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明所實(shí)施例中設(shè)置一個(gè)超幀周 期內(nèi)系統(tǒng)幀和幀間隔的開(kāi)銷(xiāo)占系統(tǒng)總帶寬為固定比例，根據(jù)相關(guān)資料以及仿真經(jīng)，本發(fā)明 實(shí)施例中選取該比例為30%，即實(shí)際的系統(tǒng)上行可用帶寬的比例系數(shù)為70%，即WLAN系統(tǒng) 帶寬(即總帶寬，按照目前IEEE802.1e標(biāo)準(zhǔn)為54Mbps)的70%。選取固定的比例系數(shù)，可 以避免由于系統(tǒng)幀和幀間隔的不確定的開(kāi)銷(xiāo)而大大增加帶寬分配計(jì)算的復(fù)雜度。當(dāng)然，該 比例系數(shù)也可以根據(jù)WLAN系統(tǒng)實(shí)際需求進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。 利用仿真工具對(duì)本發(fā)明提出的DBA方法在不同負(fù)載條件下進(jìn)行仿真。仿真網(wǎng)絡(luò)的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為一個(gè)QAP和多個(gè)QSTA組成的Infrastructure網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)QSTA發(fā)送4種優(yōu)先 級(jí)的數(shù)據(jù)流中的一種或多種，通過(guò)改變QSTA個(gè)數(shù)n和STA發(fā)送的數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)改變系統(tǒng)負(fù)載 的大小。通過(guò)對(duì)兩種接入方式(現(xiàn)有的PCF接入方式和采用本發(fā)明實(shí)施例DBA方法的HCCA 接入方式)下在不同負(fù)載時(shí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)和盡力而為業(yè)務(wù)的平均時(shí)延、吞吐量以及系統(tǒng)總的帶 寬利用率進(jìn)行仿真，比較仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明實(shí)施例所述DBA方法的HCCA接入 方式的QoS指標(biāo)明顯優(yōu)于PCF接入方式的QoS指標(biāo)。 具體的，在負(fù)載逐漸增大的過(guò)程中，PCF接入方式下兩類(lèi)業(yè)務(wù)(語(yǔ)音和盡力而為業(yè) 務(wù))數(shù)據(jù)流的時(shí)延一直相差不大，而在本發(fā)明實(shí)施例的HCCA接入方式下兩類(lèi)業(yè)務(wù)的平均時(shí) 延是隨著負(fù)載的增大而呈現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)延明顯小于低優(yōu)先級(jí)的盡力而為業(yè)務(wù) 時(shí)延的特點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的HCCA接入方式可以增大高優(yōu)先級(jí)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的吞吐量， 其代價(jià)是降低了低優(yōu)先級(jí)盡力而為業(yè)務(wù)的吞吐量；本發(fā)明實(shí)施例的HCCA接入方式比PCF接 入方式大大提高了系統(tǒng)的總吞吐量，帶寬利用率也隨之增大。 從而可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提出的基于IEEE802. lie HCCA機(jī)制的DBA方法，可 以很好地支持WLAN基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的QoS。對(duì)于優(yōu)先等級(jí)越高的數(shù)據(jù)流，獲得帶寬的優(yōu)先級(jí)也越 高，并且相對(duì)于低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)可以保證獲得足夠的帶寬，滿(mǎn)足時(shí)延的要求。因?yàn)橄到y(tǒng)可用帶 寬是一定的，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)獲取帶寬的"優(yōu)勢(shì)"是建立在"損害"低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)帶寬 的基礎(chǔ)上的。相比較PCF接入和本發(fā)明實(shí)施例的HCCA接入，可以看出在低負(fù)載情況下，每 種業(yè)務(wù)帶寬和時(shí)延的性能基本一致；而在中高負(fù)載情況下，本發(fā)明HCCA接入中高優(yōu)先級(jí)業(yè) 務(wù)平均時(shí)延明顯小于低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，而系統(tǒng)的吞吐量明顯大于PCF接入方式下的吞吐量。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述的DBA方法，不僅有效地提高了 WLAN系統(tǒng)的鏈路帶 寬利用率，而且滿(mǎn)足了各類(lèi)業(yè)務(wù)QoS和生存性要求，保證了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和有效性，為設(shè)備 制造商提供了動(dòng)態(tài)帶寬控制的WLAN設(shè)備軟硬件的實(shí)現(xiàn)方案，也為電信運(yùn)營(yíng)商提供真正安 全可靠的寬帶管理方法。 以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，應(yīng)用在由QAP和多個(gè)QSTA組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中，其特征在于，在當(dāng)前超幀周期中，QAP按照以下步驟為各QSTA分配帶寬初次分配步驟為所有QSTA分配用于發(fā)送語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬，所述固定帶寬保證上一超幀周期內(nèi)各QSTA緩存的語(yǔ)音業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠全部發(fā)送完畢；根據(jù)各QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和該QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的保證帶寬中的較小者，確定各QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬；為各QSTA的視頻業(yè)務(wù)分別分配初次分配帶寬，該初次分配帶寬為該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和該視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬中的較小者；再次分配步驟將系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬和視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬，得到第一剩余帶寬；選擇出視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬不小于該視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值的QSTA作為第一組QSTA，并將第一組QSTA中的各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬作為該視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬；選擇出視頻業(yè)務(wù)的初次分配帶寬小于視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值的QSTA作為第二組QSTA，根據(jù)第二組QSTA中各QSTA的權(quán)重與第一剩余帶寬的乘積，計(jì)算并確定第二組QSTA中各QSTA的再次分配帶寬，并將第二組QSTA中各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和兩次分配帶寬中的較小者，作為第二組QSTA中各QSTA視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬，其中所述兩次分配帶寬是該QSTA的初次分配帶寬與再次分配帶寬之和；最后分配步驟將系統(tǒng)上行可用帶寬減去各QSTA的語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)的分配帶寬和視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬，得到第二剩余帶寬；將所述第二剩余帶寬平均分配給申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)的QSTA，作為各QSTA的盡力而為業(yè)務(wù)的帶寬。
2. 如權(quán)利要求l所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，還包括所述 QAP分別向各QSTA下發(fā)輪詢(xún)幀，所述輪詢(xún)幀中攜帶有所述QAP為該QSTA的各業(yè)務(wù)所分配的 帶寬。
3. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于， 所述輪詢(xún)幀的MAC幀頭的服務(wù)質(zhì)量QoS控制域?yàn)?個(gè)字節(jié)，其中每2個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)于一種業(yè)務(wù)類(lèi)型，并在該2個(gè)字節(jié)中攜帶有該2個(gè)字節(jié)所對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)類(lèi)型信息以及為該業(yè)務(wù)類(lèi) 型的業(yè)務(wù)所分配的帶寬。
4. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，還包括各個(gè) QSTA提取QAP下發(fā)的輪詢(xún)幀中所攜帶的各業(yè)務(wù)所分配的帶寬，并在各業(yè)務(wù)所分配的帶寬內(nèi) 將各業(yè)務(wù)上行發(fā)送至QAP。
5. 如權(quán)利要求4所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，還包括如 果所有QSTA在各自業(yè)務(wù)所分配的帶寬內(nèi)將各自業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后本超幀周期還未結(jié) 束，QAP提前發(fā)送控制幀CF-End以提前結(jié)束本超幀周期。
6. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于， 在每個(gè)超幀周期中，各個(gè)QSTA在其所發(fā)送的視頻業(yè)務(wù)、視頻探測(cè)業(yè)務(wù)或盡力而為業(yè)務(wù)的最后一個(gè)數(shù)據(jù)幀中，將自身緩存中該業(yè)務(wù)的剩余數(shù)據(jù)量作為該業(yè)務(wù)在下一超幀周期的帶 寬申請(qǐng)值，攜帶在該數(shù)據(jù)幀的MAC幀頭的QoS控制域中發(fā)送給QAP。
7. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，所述QSTA視 頻探測(cè)業(yè)務(wù)的保證帶寬和視頻業(yè)務(wù)的保證帶寬是該QSTA所簽訂的服務(wù)水平協(xié)議中所規(guī)定的。
8. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，所述系統(tǒng)上 行可用帶寬等于WLAN系統(tǒng)帶寬與一比例系數(shù)的乘積，所述比例系數(shù)小于1。
9. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，所述第二組 QSTA中各QSTA的權(quán)重等于該QSTA的保證帶寬與第二組QSTA中所有QSTA的保證帶寬之和 的比值。
10. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，其特征在于，所述超幀周 期為10240微秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)上行帶寬動(dòng)態(tài)分配方法，應(yīng)用在由QAP和多個(gè)QSTA組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中。所述方法包括為所有QSTA分配用于發(fā)送語(yǔ)音業(yè)務(wù)的固定帶寬，為各QSTA的視頻探測(cè)業(yè)務(wù)分配該業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)值和保證帶寬中的較小者；通過(guò)初次分配和再次分配步驟確定各QSTA的視頻業(yè)務(wù)的最終分配帶寬；將系統(tǒng)上行可用帶寬的剩余帶寬平均分配給申請(qǐng)了盡力而為業(yè)務(wù)的QSTA。按照本發(fā)明所述方法，不僅能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供QoS保證，并且可以保證各QSTA的公平性。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101741713SQ20081022657
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者張民, 張郭, 陳雪 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)