CN101657029B - 发送聚合媒体访问控制协议数据单元帧的方法和发送端 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种发送聚合媒体访问控制协议数据单元(AMPDU)帧的方法和发送端，其中方法包括：发送端按照为访问类型(AC)队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将所述AC队列中的多个MAC协议数据单元(MPDU)帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小(Window Size)；所述发送端连续发送所述AC队列的第一AMPDU帧。本发明能够实现AC队列的服务质量(QoS)。
Description
技术领域
本发明涉及WLAN技术领域，特别涉及一种发送AMPDU帧的方法和发送端。
背景技术
802.11E协议是IEEE为满足服务质量(QoS)方面的要求而制订的无线局域网(WLAN)标准，其关键技术有两点：访问类型(AC，Access Category)队列技术和发送机会(TXOP，Transmission of Opportunity)技术。
其中，AC队列技术是指作为发送端的无线访问节点(AP)/无线工作站(STA)将媒体访问控制协议数据单元(MPDU，MAC Protocol Data Unit)帧放入不同优先级的AC队列，不同优先级的AC队列中的MPDU帧抢占信道的时间不同。如图1示出了现有技术中802.11E规定的AC队列抢占信道机制示意图。在图1中，Backoff Time表示一次信道抢占时间，同时表示完成了一次信道竞争。当AP/STA的AC队列中的一个MPDU帧抢占信道成功之后，AP/STA传输该MPDU；传输完毕之后，所有AP/STA的MPDU帧继续抢占，传输最先抢占到信道的MPDU帧，依此不断重复进行。由于不同优先级的AC队列中的MPDU帧抢占信道的时间不同，即高优先级AC队列中的MPDU帧抢占信道的时间较短，因此高优先级AC队列中的MPDU帧更容易抢占到信道资源，以此保证了高优先级AC队列具备更高的QoS。
上述AC队列技术虽然实现了为不同优先级的AC队列提供相应的QoS，但是，信道中每传输一个MPDU帧之后都要经过一个BackoffTime的空闲，之后继续传输其它的MPDU帧，这对信道资源造成较大浪费。为了解决这一问题，802.11E提出了TXOP机制，为不同优先级的AC队列设置连续发送MPDU帧 的最大个数。如图2示出了现有技术中802.11E规定的TXOP技术抢占信道机制示意图，例如，当AC1队列中的一个MPDU帧抢占到信道后，如果该AC1的TXOP＝5，当该AC1队列存在5个以上的MPDU帧时，则连续发送5个MPDU帧；当该AC1队列存在不足5个MPDU帧时，则将所有的MPDU帧连续发送出去。发送相邻MPDU帧的时间间隔为短帧间隔(SIFS)；发送完毕之后，所有发送端的MPDU帧继续抢占信道。由于SIFS相较于Backoff Time来说更短，因此节约了信道资源。并且，系统为高优先级的AC队列设置更大的TXOP，这意味着高优先级的AC队列抢占到信道资源后，一次发送的MPDU帧个数更多，因此进一步保证了高优先级的AC队列的高QoS。
为了提高WLAN系统的性能，IEEE进一步制定了802.11N协议，802.11N协议是基于802.11E协议的，802.11N协议支持802.11E协议所提供的上述TXOP技术，此外，802.11N协议还规定了一种聚合MPDU(AMPDU)技术。AMPDU技术通过将多个MPDU帧聚合成一个AMPDU帧，从而提高信道利用率，以获取更高的性能。如图3示出了现有技术中802.11N规定的AMPDU技术示意图。在图3中，发送端的AC队列中的MPDU帧在发送前，首先需要缓存，当缓存的MPDU帧的数量达到窗口大小(Window Size)时，将缓存的多个MPDU帧聚合为一个AMPDU帧，以AMPDU帧为单位抢占信道资源。通过这种方式，使信道中传输的管理信息更少，从而获取更高的信道性能。
然而，虽然同时支持TXOP技术和AMPDU技术，IEEE 802.11N的这两种技术在事实上却无法同时发挥作用，以实现QoS。其原因是：AMPDU技术规定了发送端的AC队列中在同一时间只存在一个AMPDU帧，当该AMPDU帧发送完毕之后，需要等待一段时间之后才能生成新的AMPDU帧，并继续进行发送，这就使得TXOP技术中连续发送多个AMPDU帧的规定无法实现；并且，由于尚需等待一段时间，低优先级的AC队列中的AMPDU帧就可能抢占到信道资源，从而最终导致高优先级和低优先级的AC队列所能获取的信道资源相差不大，而无法保证高优先级的AC队列的高性能，也就无法实现QoS。
发明内容
本发明提出一种发送AMPDU帧的方法，用于实现AC队列的QoS。
本发明还提出一种发送AMPDU帧的发送端，用于实现AC队列的QoS。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种发送AMPDU帧的方法，包括：
发送端按照为AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将所述AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小Window Size；其中，为不同所述AC队列预先设置的AmpduLimit不同；
所述发送端连续发送所述AC队列的第一AMPDU帧。
一种发送AMPDU帧的发送端，包括：
聚合模块，用于按照为所述发送端的AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将所述AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小Window Size；其中，为不同所述AC队列预先设置的AmpduLimit不同；
发送模块，用于连续发送所述聚合模块聚合成的第一AMPDU帧。
综上可见，本发明提出的方法和发送端，将AC队列中的MPDU帧聚合成多个较小的第一AMPDU帧，既继承了802.11N协议中AMPDU机制提高信道性能的优点；又由于一个AC队列同一时间内有多个第一AMPDU帧，因此能够连续发送多个第一AMPDU帧，实现了AC队列的QoS。
附图说明
图1为现有技术中802.11E规定的AC队列抢占信道机制示意图；
图2为现有技术中802.11E规定的TXOP技术抢占信道机制示意图；
图3为现有技术中802.11N规定的AMPDU技术示意图；
图4为本发明AC队列中第一AMPDU帧的结构示意图；
图5为本发明实施例发送AMPDU帧的方法实现流程图；
图6为本发明实施例发送AMPDU帧的发送端结构示意图。
具体实施方式
由上述对TXOP机制及AMPDU机制的介绍可见，TXOP机制要求发送端的AC队列连续发送多个AMPDU帧，而AMPDU机制则规定每个AC队列同一时间只缓存1个AMPDU帧，因此TXOP机制无法与AMPDU机制同时使用。为解决这一矛盾，本发明对AMPDU机制进行改动，使发送端的AC队列同一时间缓存多个AMPDU帧(将该AMPDU帧称为第一AMPDU帧)，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过AMPDU机制规定的Window Size；这样，由于AC队列有多个AMPDU帧，就能够利用TXOP机制，从而实现QOS。
为了实现上述改动，本发明为每个AC队列预先设置一个新的参数：第一AMPDU帧的长度参数(AmpduLimit)，该参数表示第一AMPDU帧所包含的MPDU帧的个数；
由于AC队列所有第一AMPDU帧所包含的MPDU帧的总数不超过Window Size，因此，要求一个AC队列中AMPDU帧的个数最大为：
n＝Window Size/AmpduLimit。
上述AmpduLimit参数的大小可以根据网络的实际情况进行设定；AmpduLimit越大，则每个第一AMPDU帧的聚合程度越高，对信道的利用率也就越高；AmpduLimit越小，则AC队列窗口中的第一AMPDU帧越多，运用TXOP机制发送第一AMPDU帧就能够实现高QOS。
另外，不同AC队列的AmpduLimit参数可以不同。
参见图4，图4为本发明AC队列中第一AMPDU帧的结构示意图。将AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU，每个第一AMPDU帧包含MPDU帧的个数为AmpduLimit，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过Window Size，最多可以缓存n＝Window Size/AmpduLimit 个第一AMPDU帧。
以下举具体的实施例详细介绍本发明发送AMPDU帧的方法，参见图5，图5为本发明实施例发送AMPDU帧的方法实现流程图，包括：
步骤501：发送端按照为AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列的Window Size。
步骤502：当该AC队列的第一AMPDU帧抢占到信道资源时，按照TXOP机制规定的所述AC队列连续发送第一AMPDU帧的最大个数，连续发送多个第一AMPDU帧，发送相邻第一AMPDU帧的时间间隔为SIFS。例如，当该AC队列的TXOP＝5时，如果该AC队列中存在5个以上的第一AMPDU帧，则连续发送5个第一AMPDU帧，相邻第一AMPDU帧的时间间隔为SIFS；如果该AC队列中存在不足5个第一AMPDU帧，则将所有的第一AMPDU帧全部发送，相邻第一AMPDU帧的时间间隔为SIFS；发送完毕之后，继续执行步骤501，聚合新的第一AMPDU帧。
在上述步骤502中，采用了TXOP机制连续发送第一AMPDU帧，本发明也可以采用其他方式连续发送AC队列中的第一AMPDU帧。例如，当AC队列中的一个第一AMPDU帧抢占到信道资源时，使用抢占到的信道资源连续发送该AC队列中的多个第一AMPDU帧；在此期间，信道资源供该AC队列专用，不允许其它的AC队列抢占信道资源。这里，相邻第一AMPDU帧可以按照预先设定的时间间隔进行发送，该时间间隔可以根据网络传输的实际情况设定；也可以完全不存在时间间隔。
本发明还提出一种发送AMPDU帧的发送端，参见图6，图6为本发明实施例发送AMPDU帧的发送端结构示意图，包括：
聚合模块601，用于按照为发送端的AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一 AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小WindowSize；
发送模块602，用于连续发送聚合模块601聚合成的第一AMPDU帧。
上述发送端中，发送模块602可以用于按照TXOP机制发送第一AMPDU帧。优选的，上述发送模块602可以用于当AC队列的第一AMPDU帧抢占到信道资源时，按照TXOP机制规定的所述AC队列连续发送第一AMPDU帧的最大个数，连续发送多个第一AMPDU帧，发送相邻第一AMPDU帧的时间间隔为SIFS。
或者，上述发送端中，发送模块602还可以用于当AC队列中的一个第一AMPDU帧抢占到信道资源时，使用所述抢占到的信道资源连续发送所述AC队列中的多个第一AMPDU帧。
上述发送端中，为不同AC队列预先设置的AmpduLimit不同。
可见，本发明提出的方法和发送端，将AC队列中缓存的MPDU帧聚合成多个较小的第一AMPDU帧，所有第一AMPDU帧的总长度不超过WindowSize。通过这种方式，既继承了802.11N协议中AMPDU机制提高信道性能的优点；又由于一个AC队列同一时间内有多个第一AMPDU帧，因此能够使用802.11E协议中TXOP机制连续发送多个第一AMPDU帧，实现了AC队列的QoS。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种发送聚合媒体访问控制协议数据单元AMPDU帧的方法，其特征在于，所述方法包括：
发送端按照为访问类型AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将所述AC队列中的多个媒体访问控制协议数据单元MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小Window Size；其中，为不同所述AC队列预先设置的AmpduLimit不同；
所述发送端连续发送所述AC队列的第一AMPDU帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续发送第一AMPDU帧为：按照发送机会TXOP机制发送第一AMPDU帧。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照TXOP机制发送第一AMPDU帧包括：
当所述AC队列的第一AMPDU帧抢占到信道资源时，按照TXOP机制规定的所述AC队列连续发送第一AMPDU帧的最大个数，连续发送多个第一AMPDU帧，发送相邻第一AMPDU帧的时间间隔为短帧间隔SIFS。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续发送第一AMPDU帧为：AC队列中的一个第一AMPDU帧抢占到信道资源时，使用所述抢占到的信道资源连续发送所述AC队列中的多个第一AMPDU帧。
5.一种发送AMPDU帧的发送端，其特征在于，所述发送端包括：
聚合模块，用于按照为所述发送端的AC队列预先设置的第一AMPDU帧的长度参数AmpduLimit，将所述AC队列中的多个MPDU帧聚合成多个第一AMPDU帧，每个第一AMPDU帧包含AmpduLimit个MPDU帧，所有第一AMPDU帧包含的MPDU帧的总数不超过预先设置的AC队列窗口大小WindowSize；其中，为不同所述AC队列预先设置的AmpduLimit不同；
发送模块，用于连续发送所述聚合模块聚合成的第一AMPDU帧。
6.根据权利要求5所述的发送端，其特征在于，所述发送模块用于按照TXOP机制发送第一AMPDU帧。
7.根据权利要求6所述的发送端，其特征在于，所述发送模块，用于当AC队列的第一AMPDU帧抢占到信道资源时，按照TXOP机制规定的所述AC队列连续发送第一AMPDU帧的最大个数，连续发送多个第一AMPDU帧，发送相邻第一AMPDU帧的时间间隔为SIFS。
8.根据权利要求5所述的发送端，其特征在于，所述发送模块，用于当AC队列中的一个第一AMPDU帧抢占到信道资源时，使用所述抢占到的信道资源连续发送所述AC队列中的多个第一AMPDU帧。
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