CN100401709C - 基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法，包括：按业务类别优先级确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行循环反复的轮询，所述循环反复轮询的一轮分群轮询，轮询所有分群或者轮询部分分群，每一轮分群轮询所轮询内容可不同；站点根据自己要传输数据业务类别的优先级响应分群轮询；符合被轮询条件的站点向目的站点发送数据，目的站点予以接收响应。本发明使不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可设置为相同或不同，低优先级业务类别传输的帧间间隔不会很大，不会造成不必要的传输时延，增加了网络吞吐量，加强了网络性能。

Description

基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别是涉及基于服务质量保证的无线局域网分群轮询方法。
背景技术
无线局域网通常是基于载波侦听多址协议CSMA的，其改进方式有：信道分裂预约多址接入SRMA(split-channel reservation multiple access)、冲突避免多址接入协议MACA(multiple access with collision avoidance)、改进的冲突避免多址接入协议MACAW、底部获取多址接入协议FAMA(flooracquisition multiple acess)和802.11等协议，本发明所指的无线局域网一般都是基于CSMA协议。
在无线局域网中需要建立服务质量(QoS)保证机制，目前典型的方法有两种：IEEE802.11标准和IEEE802.11e标准草案。其中商用的有IEEE802.11，该协议规定了分布式协调功能(DCF)和点协调(PCF)功能，可实现两种不同优先级的简单QoS保证机制。在IEEE802.11中，PCF采用轮询方法适用于传输对时延敏感的业务(traffic)类别，帧间间隔短，优先级高，采用DCF方式传输的业务类别，须竞争接入，帧间间隔相对较长，优先级低。业务类别的定义指，一个业务类别是一组媒质接入控制(MAC)层服务数据单元(MSDU)，同一个业务类别的MSDU，相比与其他业务类别MSDU，具有特定的优先级要求。IEEE802.11不能适应优先分级较多的多媒体业务传输需求。
为克服该缺点，IEEE802.11e标准草案增加了增强型分布式协调功能(EDCF)和混合协调功能(HCF)。EDCF赋予不同优先级业务类别以不同的帧间间隔，帧间间隔长的业务接入概率低于帧间间隔短的业务，EDCF可和轮询方法混合为HCF，可实现较复杂的QoS保证机制。其缺点是当网络中规定的业务类别较多时，各业务类别数据传输的帧间间隔差异较大，较低优先级业务类别具有较长帧间间隔，这并不是业务传输本身要求的，而是由于多种优先级不同的业务类别同时竞争媒体造成的，通过对不同的业务类别设置不同的帧间间隔，使之具有不同的接入概率以此实现QoS保证。低优先级业务类别传输的帧间间隔大，尤其当没有高优先级业务类别传输时，低优先级业务类别不能缩短帧间间隔，造成不必要的传输时延，降低了网络吞吐量，网络性能变差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法，解决现有技术在业务类别较多时，各分类业务数据传输的帧间间隔差异较大，较低优先级业务类别具有较长帧间间隔，会造成不必要的传输时延，降低了网络吞吐量的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法，其特点在于，包括：步骤一、按业务类别优先级确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行循环反复的轮询，所述循环反复轮询的一轮分群轮询，轮询所有分群或者轮询部分分群，每一轮分群轮询所轮询内容可不同；步骤二、站点根据自己要传输数据业务类别的优先级响应分群轮询；步骤三、符合被轮询条件的站点向目的站点发送数据，目的站点予以接收响应。
上述的方法，其特点在于，所述步骤一进一步包括：由分群轮询协调点按照站点公知的业务类别优先级和分群编号之间的对应关系，对不同优先级的业务类别进行分群，确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行循环反复的轮询，实现在高优先级业务类别传输过程中有一定比例低优先级业务类别的传输，或者实现在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输，分群轮询的发起和控制由分群轮询协调点完成。
上述的方法，其特点在于，所述步骤二中，还包括使不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可设置为相同或不同，并且一个站点可以响应多个分群的轮询的步骤。
上述的方法，其特点在于，所述步骤三中，所述符合被轮询条件的站点是基于载波侦听多址协议向目的站点发送数据。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤一中，所述对应关系为：将业务类别类别划分为从S1到SP的P种优先级，S1优先级最高，依次优先级别递减，SP优先级别最低，并且站点确知该对应关系。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤一中，所述分群轮询策略为：由S1向SP依次、循环反复地对各分群进行轮询，由SI分群轮询开始到下一次S1分群轮询开始之前的过程为所述的一轮分群轮询，所述的一轮分群轮询会轮询所有分群或者部分分群，在每个分群轮询期间内，周期发送或仅在该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含被轮询分群的编号。
上述的方法，其特点在于，所述步骤二进一步包括：站点识别分群轮询参数并将该参数中的分群编号和该站点本身的待发送业务类别相比对，判断所述待发送业务类别和该分群编号对应的业务类别是否一致，是则该站点参与当前分群轮询，传输相应类别的业务类别数据，否则在当前分群轮询期间，该站点停止发送数据；如果站点中有多种待传输的业务类别数据，则该站点可在每一轮分群轮询期间按上述规则响应多个分群的轮询。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤一中，所述实现在高优先级业务类别传输过程有一定比例低优先级业务类别的传输，包括：在分群轮询期间，分群轮询协调点为优先级不同的分群指配不同的分群轮询最大间隔，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点判断当前分群轮询期间是否已无相应业务类别数据发送，是则分群轮询协调点轮询下一个分群，否则继续轮询当前的分群轮询，直到轮询间隔达到该分群轮询的最大间隔。
上述的方法，其特点在于，还包括，分群轮询协调点设置当前一轮分群轮询的最大时长，如果该轮分群轮询的轮询间隔达到所述最大时长，则分群轮询协调点将轮询下一轮分群轮询。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤一中，所述实现在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输，包括：确定每轮分群轮询的最大时长，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否已无相应类别业务数据发送，是则分群轮询协调点将轮询下一个分群，否则将继续轮询当前的分群轮询，如果在规定的当前一轮的分群轮询的最大时长到达时前，SP分群轮询结束，则分群轮询协调点结束该轮的分群轮询开始下一轮分群轮询，否则直到当前一轮的分群轮询达到其对应的最大时长，分群轮询协调点结束该轮的分群轮询，开始下一轮分群轮询。
上述的方法，其特点在于，所述分群轮询协调点驻留在接入点中。
本发明的技术效果在于：
本发明由分群轮询协调点按照站点公知的业务类别优先级和分群编号之间的对应关系，对不同优先级的业务类别进行分群，站点根据自己要传输数据业务类别的优先级响应分群轮询，从而使不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同，进而避免了现有技术因为通过对不同的业务类别设置不同的帧间间隔以实现QoS保证所带来的技术问题。本发明高、低优先级业务类别传输的帧间间隔可设置为相同或不同，低优先级业务类别传输的帧间间隔不会因为高优先级业务类别数量的增加而增大，当没有高优先级业务类别传输时，能适当地提前发起低优先级业务类别的轮询，减少不必要的传输时延，增加了网络吞吐量，加强了网络性能。
附图说明
图1是本发明一个实施例的无线局域网中基于QoS的分群轮询的轮询流程图；
图2是本发明的步骤流程图。
具体实施方式
下面就结合附图对本发明的各个优选实施例进行详细的说明。
图2是本发明的步骤流程图，本发明提供的基于服务质量保证的无线局域网分群轮询方法，包括：
步骤210：分群轮询的发起和控制由分群轮询协调点完成，分群轮询协调点可以驻留在接入点(AP)中，按业务类别优先级不同对业务类别分群，业务类别优先级和分群编号的对应关系是站点(STA)公知的，分群轮询协调点确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行轮询，轮询是循环反复的；
步骤220：STA根据自己要传输数据的业务类别优先级响应分群轮询，一个站点可以响应多个分群的轮询；分群轮询协调点能实现在高优先级业务类别传输过程中有一定比例低优先级业务类别的传输，或保证在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输；
步骤230在分群轮询期间，符合被轮询条件的STA基于载波侦听多址协议CSMA发送数据，接收STA不论是否被轮询或是否能被轮询都予以响应，不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同。
优选地，上述按业务类别优先级不同对业务类别分群，业务类别和分群编号的对应关系是站点(STA)公知的，分群轮询协调点确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行轮询，轮询是循环反复的步骤，包括：将业务类别划分为P种优先级，即S1～SP，S1优先级最高，依次优先级别递减，SP优先级别最低，STA确知该对应关系。分群轮询协调点根据实际情况确定分群轮询策略，通常分群轮询策略是由S1向SP依次轮询，轮询完最后一个分群后循环反复，在每个分群轮询期间周期发送或仅该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含被轮询分群的编号(如S3)。
优选地，上述STA根据自己要传输数据的业务类别响应分群轮询，一个站点可以响应多个分群的轮询的步骤，包括：STA能够识别分群轮询参数并将该参数中的分群编号和自己待发送业务类别相比对，如果STA中待发送业务类别和该分群编号对应的业务类别一致，则该STA参与当前分群轮询，传输相应类别的业务数据，反之，在当前分群轮询期间，该STA将停止发送数据。如果STA中有多种业务类别数据，则该站点可按上述规则响应多个分群的轮询。
优选地，上述分群轮询协调点可以实现在高优先级业务类别传输过程有一定比例低优先级业务类别的传输步骤，包括：在分群轮询期间，分群轮询协调点为优先级不同的分群指配不同的分群轮询最大间隔，分群轮询协调点可以设置当前一轮的分群轮询最大时间间隔，也可以不设置该参数，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否还有数据发送，如果分群轮询协调点认为当前分群轮询期间已无相应业务类别数据传输，分群轮询协调点将轮询下一个分群，反之，将继续轮询当前的分群轮询，直到轮询间隔达到该分群轮询的最大间隔或当前一轮分群轮询的最大时长。
优选地，上述在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输步骤，包括：确定每轮分群轮询的最大时长，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否还有数据发送，如果分群轮询协调点认为当前分群轮询期间已无相应业务类别数据传输，分群轮询协调点将轮询下一个分群，反之，将继续轮询当前的分群轮询，直到当前一轮的分群轮询达到其的最大轮询时长。分群轮询不保证在每一轮轮询过程中都能轮询所有业务类别。
图1是本发明的一个实施例，是无线局域网中传输数据的方法的流程图。
如图1所示，本实施例的无线局域网中传输数据的方法，首先在步骤101，按业务类别优先级分群、确定轮询策略，具体地，分群轮询协调点按类别将业务类别划分为P个分群编号S1～SP，S1对应的业务类别优先级最高，依次优先级别递减，SP优先级别最低，STA确知该对应关系。分群轮询协调点确定分群轮询策略，包括：分群轮询的时间参数，是否允许在每轮分群轮询期间，高优先级业务类别传输过程中有一定比例低优先级业务类别的传输，轮询策略规定了分群轮询的次序，优先级别高的在先，分群轮询协调点依据该次序循环反复地轮询。
接着，在步骤105，开始首轮分群轮询，具体地，首轮分群轮询以一个信标帧的发送开始，该信标帧中包含该轮分群轮询周期的最大时长和剩余时长。除了分群轮询协调点所在STA外的所有STA根据这些参数设置和更新网络分配适量。
接着，在步骤110，开始第一个分群分群轮询，具体地，分群轮询协调点广播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群群号，并设置启动业务超时定时器和分群轮询超时定时器，或仅设置启动业务超时定时器，在当前分群询期间发送的信标帧中携带当前被轮询分群的分群信息。
接着，在步骤115，当前分群轮询传输，具体地，STA能够识别分群群号，并将自己待发送业务类别的优先级和分群群号比对，如果STA有和当前轮询编号一致的业务类别数据，则参与该分群轮询，依据CSMA协议以一定的帧间间隔发送相应数据。不参与该分群轮询的STA不能发送数据。接收STA不论是否被轮询或是否能被轮询都予以响应，不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同。
接着，在步骤120，判断当前分群轮询是否结束。具体地，在每个分群轮询期间，分群轮询协调点判断当前分群轮询期间是否还有数据发送的方法是，一旦媒体空闲，分群轮询协调点就设置启动业务超时定时器，如果在该定时器超时前没有被轮询分群业务类别发送，则分群轮询协调点认为已没有该级别业务类别数据要传输，该分群轮询结束，分群轮询协调点依照轮询策略转而轮询下一个分群，反之则关闭该定时器，直到下一次媒体空闲时，重新设置启动业务超时定时器。分群轮询超时定时器则规定了各分群轮询的最大时间间隔，如果在当前分群轮询期间，业务超时定时器始终没有超时，则当分群轮询超时或当前一轮的分群轮询间隔已经达到该轮分群的最大间隔时，当前分群轮询结束，分群轮询协调点将检测媒体是否空闲，如果空闲分群轮询协调点将立即轮询下一个分群，如果媒体忙，则一旦媒体转为空闲，分群轮询协调点将轮询下一个分群。如果当前分群轮询结束则进行步骤125，否则继续当前分群轮询传输。
接着，在步骤125，判断是否是该轮最后一个分群轮询，具体的，如果在步骤120判断，当前分群轮询结束，则分群轮询协调点根据轮询策略，判断结束的当前分群轮询是否是这一轮轮询的最后一个分群，如果否，则进行步骤130；如果是，则判断是否达到该轮分群轮询周期的最大时长，如果是，进行步骤135；如果否，则可以提前结束该轮分群轮询进行步骤135，也可以让所有STA采用CSMA协议竞争媒体传输或采用其他传输方式传输数据，并在达到该轮分群轮询周期的最大时长时进行步骤135。
接着，在步骤130，开始下一个分群分群轮询，具体地，分群轮询协调点广播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群群号，并设置启动业务超时定时器和分群轮询超时定时器，或仅设置启动业务超时定时器，在当前分群询期间发送的信标帧中携带当前被轮询分群的分群信息。
接着，在步骤135，开始下一轮分群轮询，具体地该分群轮询以一个信标帧的发送开始，该信标帧中包含该轮分群轮询周期的最大时长和剩余时长。除了分群轮询协调点所在STA外的所有STA根据这些参数设置和更新网络分配适量。
另外，根据本发明的一个变形例，在步骤110和步骤130，分群轮询协调点广播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群群号，仅设置启动业务超时定时器。在步骤120分群轮询协调点除需判断当前分群轮询期间是否还有数据发送，还要判断本轮分群轮询间隔是否达到该轮分群轮询周期的最大时长，如果当前分群轮询无相应类别业务传输，或当前分群轮询时间间隔已达到该轮分群轮询周期的最大时长，则进行步骤125。在步骤125，如果因当前分群轮询无相应类别业务传输结束由步骤120进入步骤125，则分群轮询协调点判断是否是最后一个分群，如果否，则进行步骤130，如果是，则进行步骤135。如果在步骤125，是因为达到该轮分群轮询周期的最大时长由步骤120进入步骤125，则进行步骤135。在该变形例中，分群轮询协调点不保证在每一轮轮询过程中都能轮询所有业务类别，且SP分群轮询结束，则分群轮询协调点结束该轮的分群轮询开始下一轮分群轮询。
由上可知，本发明由分群轮询协调点按照站点公知的业务类别优先级和分群编号之间的对应关系，站点根据自己要传输数据业务类别的优先级响应分群轮询，从而使不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同，低优先级业务类别传输的帧间间隔不会很大，当没有高优先级业务类别传输时，低优先级业务类别能自适应地缩短帧间间隔，不会造成不必要的传输时延，增加了网络吞吐量，加强了网络性能。
以上虽然通过一些示例性的实施例对本发明的无线局域网中传输数据的方法进行了详细的描述，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种基于固定服务质量保证策略的无线局域网分群轮询方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据站点要传输数据业务类别确定站点所属的分群，按业务类别优先级确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行循环反复的轮询，所述循环反复轮询的一轮分群轮询，轮询所有分群或者轮询部分分群，每一轮分群轮询所轮询的内容相同或不同，其中，所述站点根据业务类别的不同而属于一个或多个分群；
步骤二、站点根据自己要传输数据业务类别的优先级和对应于所述业务类别所属的分群响应分群轮询；
步骤三、符合被轮询条件的站点向目的站点发送数据，目的站点予以接收响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一进一步包括：由分群轮询协调点按照站点公知的业务类别优先级和分群编号之间的对应关系，对不同优先级的业务类别进行分群，确定分群轮询策略并按该策略对各分群进行循环反复的轮询，实现在高优先级业务类别传输过程中有一定比例低优先级业务类别的传输，或者实现在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输，分群轮询的发起和控制由分群轮询协调点完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括使不同优先级业务类别传输时的帧间间隔以及退避窗口可设置为相同或不同，并且一个站点可以响应多个分群的轮询的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，所述符合被轮询条件的站点是基于载波侦听多址协议向目的站点发送数据。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述对应关系为：将业务类别划分为从S1到SP的P种优先级，S1优先级最高，依次优先级别递减，SP优先级别最低，并且站点确知该对应关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述分群轮询策略为：由S1向SP依次、循环反复地对各分群进行轮询，由S1分群轮询开始到下一次S1分群轮询开始之前的过程为所述的一轮分群轮询，所述的一轮分群轮询会轮询所有分群或者部分分群，在每个分群轮询期间内，周期发送或仅在该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含被轮询分群的编号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤二进一步包括：站点识别分群轮询参数并将该参数中的分群编号和该站点本身的待发送业务类别相比对，判断所述待发送业务类别和该分群编号对应的业务类别是否一致，是则该站点参与当前分群轮询，传输相应类别的业务类别数据，否则在当前分群轮询期间，该站点停止发送数据；如果站点中有多种待传输的业务类别数据，则该站点可在每一轮分群轮询期间按上述规则响应多个分群的轮询。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述实现在高优先级业务类别传输过程有一定比例低优先级业务类别的传输，包括：在分群轮询期间，分群轮询协调点为优先级不同的分群指配不同的分群轮询最大间隔，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点判断当前分群轮询期间是否已无相应业务类别数据发送，是则分群轮询协调点轮询下一个分群，否则继续轮询当前的分群轮询，直到轮询间隔达到该分群轮询的最大间隔。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括，分群轮询协调点设置当前一轮分群轮询的最大时长，如果该轮分群轮询的轮询间隔达到所述最大时长，则分群轮询协调点将轮询下一轮分群轮询。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述实现在一定时间间隔内，网络中高优先级业务类别传输完毕之前禁止低优先级业务类别的传输，包括：确定每轮分群轮询的最大时长，在分群轮询期间，每当媒体空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否已无相应类别业务数据发送，是则分群轮询协调点将轮询下一个分群，否则将继续轮询当前的分群轮询，如果在规定的当前一轮的分群轮询的最大时长到达时前，SP分群轮询结束，则分群轮询协调点结束该轮的分群轮询开始下一轮分群轮询，否则直到当前一轮的分群轮询达到其对应的最大时长，分群轮询协调点结束该轮的分群轮询，开始下一轮分群轮询。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分群轮询协调点驻留在接入点中。
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