CN100581290C - 用于无线局域网的语音包调度方法 - Google Patents

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Abstract

一种调度方法，包括：由点协调器(PC)根据终端的通信业务类型将终端分类为延迟敏感终端和延迟不敏感终端；设置每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的初始值和最大值；轮询每个延迟敏感终端；确定是否存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端；如果不存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端，则继续轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端。因此，可通过根据诸如语音呼叫服务要求严格的服务质量(QoS)的终端的通信业务模式，对实际上生成通信业务的终端授予优先权并以轮转机制轮询所述终端来保证在IP网络中语音包的传输QoS。

Description

用于无线局域网的语音包调度方法
技术领域
本发明一般涉及一种无线局域网(WLAN)系统。更具体地讲，涉及一种在WLAN系统中保证语音包传输可靠性的调度方法。
背景技术
考虑到WLAN系统的快速普及，正在进行的对支持诸如语音呼叫的实时服务的研究刚刚起步，所述实时服务对延迟非常敏感。无线网络市场的快速增长导致在1997年实施了用于WLAN系统的电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准。IEEE 802.11标准描述了WLAN系统介质访问控制(MAC)层和物理(PHY)层的规范。IEEE 802.11WLAN使用双通道访问机制操作，即，分布式协调功能(DCF)模式和点协调功能(PCF)模式。DCF模式是基于载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)的通道访问机制，而PCF是基于轮询机制。
DCF模式以分布方式运行，是WLAN的基本通道访问机制。然而，在DCF模式下难以保证服务质量(QoS)。因此，当WLAN必须传输实时通信业务时，会出现严重的问题。通常，典型的WLAN系统有11Mbps的带宽，能够在DCF模式下非常限制性地支持互联网语音协议(VoIP)。因此，DCF是一种难以满足在实时通信业务中要求的QoS的机制。
PCF模式是在IEEE 802.11 WLAN系统中用于传输实时通信业务的另一选择，是一种基于中央控制支持语音服务的合适机制。
图1是用于解释在IEEE 802.11标准中定义的DCF和PCF模式操作的概念图。
在PCF模式中，需要点协调器(PC)作为中央控制部。尽管网络中任何节点都可以作为PC，但在被设置为包括接入点(AP)的基础网络的系统中，所述AP一般起PC的作用。
系统在PCF模式下运行的时间是非竞争周期(CFP)，而系统在DCF模式下运行的时间是竞争周期(CP)。超级帧包括CFP和CP。每个CFP从信标帧传输开始，CFP和CP是交替的。在预定的时间，PC生成信标帧B，它由CFP重复间隔(CFPRI)参数来定义并确定目标信标传输时间(TBTT)。CFP的长度由可用通信业务的大小和轮询列表来确定。PC可以在最大持续时间(CFPMaxDuration)期间或最大持续时间之前终止CFP。
然而，由于轮询列表调度机制没有在IEEE802.11标准的PCF模式中被详细定义，所以关于轮询列表调度机制的研究在进行中。
可考虑将传统的轮转机制用于PCF模式调度。然而，由于以相同的方式处理语音和数据通信业务，特别是，轮转算法在高负载的环境下生成较长的包延迟，并且有很高的丢掉机率，所以轮转机制效率低。
为了解决处理延迟问题，各种基于轮转的调度机制被提出。然而，已提出的机制无法满足对轮转机制的缺点包延迟和丢掉机率的改进，以应用于WLAN中的实时通信业务传输。
发明内容
本发明的目的在于至少充分地解决上面的问题和/或缺点，而且至少提供下面的优点。因此，本发明的目的在于提供一种在WLAN系统中为诸如VoIP的实时通信业务提供可靠QoS的调度方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过最小化平均包传输延迟和包丢失机率来提供可靠的语音呼叫业务的WLAN的调度方法。
根据本发明的一方面，提供一种调度方法，该方法包括：由点协调器(PC)根据终端的通信业务类型，将终端分类为延迟敏感终端和延迟不敏感终端；设置每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的初始值和最大值；确定每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的当前值是否小于最大值；如果当前值小于最大值，则将轮询包发送到相关的延迟敏感终端；确定是否从所述延迟敏感终端接收到响应于所述轮询包的响应包；如果接收到响应包，则将所述延迟敏感终端的轮询失败计数器初始化为0；如果没有接收到响应包，则将延迟敏感终端的轮询失败计数器加1；确定是否存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端；如果不存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端，则继续轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端；在轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端之后，将延迟敏感终端的轮询失败计数器重新置0；和返回到轮询每一延迟敏感终端的步骤。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是用于解释在IEEE 802.11标准中定义的DCF和PCF模式操作的概念图；
图2A是用于解释根据本发明的在语音包调度方法中的优先轮询模式下的轮询处理的配置图；
图2B是用于解释根据本发明的在语音包调度方法中的常规轮询模式的轮询处理的配置图；
图3是示出根据本发明的语音包调度方法的流程图；以及
图4是示出根据本发明PC在图3所示的优先轮询模式下对终端的操作的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的优选实施例。
图2A和图2B是用于解释根据本发明的在语音包调度方法中的优先轮询模式和常规轮询模式下的轮询处理的配置图。如图2A和图2B所示，在根据本发明优选实施例的WLAN系统中的语音包调度方法中，终端被分类为两组。即，要求延迟敏感通信服务的终端211，212，213和214被分类为延迟敏感终端组；要求延迟不敏感通信服务的终端221，222，223和224被分类为延迟不敏感终端组。
延迟敏感终端是要求不允许有传输延迟的服务的终端，所述服务诸如语音呼叫或视频会议。延迟不敏感终端是要求延迟对其质量影响非常小的服务的终端，所述服务诸如网络接入或文件传输。
在本实施例中，接入点(AP)110作为点协调器(PC)以两种轮询模式运行，即，优先轮询模式和常规轮询模式。
如图2A所示，在优先轮询模式中，PC 110激活每个延迟敏感终端211，212，213和214的轮询失败计数器PollFail。如果对每个延迟敏感终端211，212，213和214的轮询处理成功，则PC 110将每个延迟敏感终端211，212，213和214的轮询失败计数器PollFail重新置为0；如果对延迟敏感终端211，212，213和214的任何一个轮询处理失败，则PC 110将相关的轮询失败计数器PollFail加1。
在优先轮询模式中，PC 110在包括在延迟敏感终端组中的延迟敏感终端211，212，213和214中，只继续对轮询失败计数器PollFail的当前值小于预设的最大值PollFailMax的延迟敏感终端执行轮询处理。
例如，如果PollFailMax是2，并且如果延迟敏感终端211，212，213和214中的终端213的轮询失败计数器PollFail的当前值是2，则PC 110只对除终端213以外的余下的延迟敏感终端211，212和214执行轮询处理。
如果在延迟敏感终端211，212，213和214中不存在其轮询失败计数器PollFail的当前值小于PollFailMax的延迟敏感终端，则PC 110将轮询模式从优先轮询模式改变为常规轮询模式。
如图2B所示，在常规轮询模式中，PC 110继续对延迟敏感终端211，212，213和214和延迟不敏感终端221，222，223和224执行轮询处理。当完成对所有的终端轮询时，PC 110将延迟敏感终端211，212，213和214的轮询失败计数器PollFail重新置0，并进入优先轮询模式。
在优先轮询模式或常规轮询模式中，PC 110确定是否存在将被发送到轮询处理已经成功的终端的数据，如果存在将被发送的数据，则PC 110将数据包和轮询包发送到终端；如果不存在将被传输的数据，则PC 110只将轮询包发送到终端。
如果接收到轮询包，并且如果存在将被发送的数据，则终端将数据包和确认(ACK)包发送到PC 110；如果不存在将被发送的数据，则终端仅将ACK包发送到PC 110。
图3是示出根据本发明的语音包调度方法的流程图。参照图3，在步骤S310，PC根据要求的服务将终端分类为延迟敏感终端和延迟不敏感终端，在步骤S320，PC初始化延迟敏感终端的轮询失败计数器(Fi＝0)和最大值(FMAX＝2)，在步骤S330，进入优先轮询模式。这里，i代表延迟敏感终端的索引。
当PC进入优先轮询模式时，在步骤S340，PC在每个轮询循环中确定是否存在满足Fi＜FMAX的终端。如果不存在Fi＜FMAX的终端，则在步骤S350，PC进入常规轮询模式。
图4是示出根据本发明，PC在图3所示的优先轮询模式下对终端的操作的流程图。
参照图4，在优先轮询模式中，在步骤S331，PC对每个满足Fi＜FMAX的终端执行轮询处理，并在步骤S332中确定轮询处理是否成功。如果轮询处理成功，则在步骤S334，PC初始化轮询处理成功的终端的轮询失败计数器(Fi＝0)；如果轮询处理不成功，则在步骤S333，PC将轮询处理失败的终端的轮询失败计数器加1。
在常规轮询模式中，PC 110继续对延迟敏感终端和延迟不敏感终端执行轮询处理，如果对所有终端的轮询处理成功，则PC将延迟敏感终端的轮询失败计数器重新置0，并进入优先轮询模式。
如上所述，在根据本发明的语音包调度方法中，通过根据要求的服务对终端分类和根据终端的通信生成模式确定是否轮询要求延迟敏感通信服务的终端，平均包延迟和丢失机率即使在高负载环境也可以被最小化。另外，可通过根据终端的通信业务类型，对实际上生成通信业务的终端授予优先权并以转轮机制轮询所述终端来保证在IP网络中语音包传输的QoS。
尽管已经参照本发明某优选实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (4)

1、一种通过无线通信系统的点协调器提供可靠的服务质量的调度方法，其中，所述无线通信系统包括多个终端和用于为所述终端提供网络接入服务的所述点协调器，所述调度方法包括以下步骤：
根据终端的通信业务类型，将终端分类为延迟敏感终端和延迟不敏感终端；
设置每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的初始值和最大值；
轮询每个延迟敏感终端；
确定是否存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端；和
如果不存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端，则继续轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端，
其中，轮询每个延迟敏感终端的步骤包括：确定每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的当前值是否小于最大值；如果当前值小于最大值，则将轮询包发送到相关的延迟敏感终端；确定是否从所述延迟敏感终端接收到响应于轮询包的响应包；如果接收到响应包，则将所述延迟敏感终端的轮询失败计数器初始化为0；和如果没有接收到响应包，则将所述延迟敏感终端的轮询失败计数器加1。
2、根据权利要求1所述的调度方法，其中，轮询失败计数器的初始值是0。
3、根据权利要求1所述的调度方法，还包括：
在轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端之后，对延迟敏感终端的轮询失败计数器重新置0；
返回到轮询每个延迟敏感终端的步骤。
4、一种通过无线通信系统中的点协调器提供可靠的服务质量的调度方法，其中，所述无线通信系统包括多个终端和用于为所述终端提供网络接入服务的点协调器，这种调度方法包括以下步骤：
根据终端的通信业务类型，将它们分类为延迟敏感终端和延迟不敏感终端；
设置每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的初始值和最大值；
确定每个延迟敏感终端的轮询失败计数器的当前值是否小于最大值；
如果所述当前值小于最大值，则将轮询包发送到相关的迟敏感终端；
确定是否从所述延迟敏感终端接收到响应于轮询包的响应包；
如果接收到响应包，则将所述延迟敏感终端的轮询失败计数器初始化为0；
如果没有接收到响应包，则将所述延迟敏感终端的轮询失败计数器加1；
确定是否存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端；
如果不存在其轮询失败计数器的当前值小于最大值的延迟敏感终端，则继续轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端；
在轮询延迟敏感终端和延迟不敏感终端之后，对延迟敏感终端的轮询失败计数器重新置0；
返回到轮询每个延迟敏感终端的步骤。
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