CN114501491A - 用于使用qos帧调度信息使延时和争用最小化的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请的各实施例涉及用于使用QOS帧调度信息使延时和争用最小化的系统和方法。提供了用于利用通过由任何站(STA)传输的服务质量(QoS)空/QoS数据帧和媒体访问控制(MAC)报头而被获取的上行链路(UL)调度信息的系统和方法。这一UL调度信息可以由扩展服务集(ESS)中的任何接入点(AP)读取，并且被用于改进网络性能。例如，AP可以使用这样的UL调度信息(来自与同一ESS中的同信道AP相关联的STA)来使针对该ESS中的UL延时敏感业务的延时最小化。另外，AP可以使用这样的UL调度信息来使在同一ESS中在同一信道上被连接到不同AP的STA之间的争用最小化。

Description

用于使用QOS帧调度信息使延时和争用最小化的系统和方法

技术领域

本申请的各实施例涉及用于使用QOS帧调度信息使延时和争用最小化的系统和方法。

技术领域

近年来，无线局域网(WLAN)技术已经成为一个快速增长的市场。各种WLAN技术的一个示例是电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准。WLAN中的客户端设备或站(STA)与接入点(AP)通信以获取对一个或多个网络资源的访问。AP可以指代可以通信耦合到一个或多个网络(例如，因特网、内联网等)的数字设备。AP可以直接连接到一个或多个网络，也可以经由控制器连接。如本文所指，AP可以包括无线接入点(WAP)，该WAP使用Wi-Fi、Bluetooth或相关标准与设备进行无线通信并且与有线网络进行通信。

AP在满足服务质量(QoS)要求的同时配置用于与其他设备通信以及支持实时服务的各种参数。为各种参数而配置的特定值决定了AP的性能，诸如速度和可靠性。

附图说明

根据一个或多个各种实施例，参考以下附图详细描述本公开。这些附图被提供仅用于说明目的，并且仅描绘典型或示例实施例。

图1示出了根据各种实施例的可以在其中实现延时和争用最小化的示例无线网络部署；

图2A示出了具有属于同一扩展服务集(ESS)的多个接入点(AP)的示例重叠基础服务集(OBSS)场景；

图2B示出了示例接入点(AP)作为同信道OBSS的结果而从属于另一BSS的站(STA)获取上行链路(UL)调度信息；

图3A示出了根据各种实施例的用于使UL延时敏感业务的延时最小化的示例计算组件；

图3B示出了根据各种实施例的用于UL延时敏感业务的并行最小化延时过程的图3A的示例计算组件；

图3C示出了根据各种实施例的用于使UL非延时敏感业务的争用最小化的示例计算组件；以及

图4示出了可以在其中实现本文中描述的各种实施例的示例计算组件。

附图不是穷举的，并且没有将本公开限制为所公开的精确形式。

具体实施方式

服务质量(QoS)空帧是指不包含任何数据的802.11QoS数据帧。在802.11ax之前的世界中，QoS空帧的重要用途是承载非AP STA的当前节能状态。但是，802.11ax规范已经增强了QoS空和QoS数据帧，以便在媒体访问控制(MAC报头的QoS控制字段和高吞吐量(HT)控制字段的高效率(HE)变量中承载上行链路(UL)调度信息。作为MAC报头的一部分，该UL调度信息未加密，并且可以由正确接收QoS空帧的任何802.11ax兼容设备读取。

特别地，QoS控制字段指示在传输站(STA)为特定业务标识符(TID)而缓存的数据。也就是说，QoS控制字段可以由五个子字段组成，包括TID信息、服务结束(EOSP)信息、确认(ACK)策略信息、传输机会(TXOP)限制或UL队列大小信息、以及存在的A-MSDU。可能会出现在QoS数据/QoS空帧中的HT控制字段的HE变体包含STA执行UL多用户(MU)传输的能力或用于UL MU操作等的缓冲器状态信息。

当前，并且尽管免费提供，但是相邻同信道AP并未利用/采用由非AP STA发送的该UL调度信息。因此，各种实施例涉及利用通过由任何STA传输的QoS空/QoS数据帧和MAC报头而被获取的UL调度信息(例如，缓存的数据和STA能力信息)。该UL调度信息可以由ESS中的任何AP读取，并且用于提高网络性能。也就是说，在相同扩展服务集(ESS)中的AP处/由其获取的来自相邻同信道AP的UL调度信息可以接收和解析该信息。例如，AP可以使用这样的UL调度信息(来自与同一ESS中的同信道AP相关联的STA)来使该ESS中的UL延时敏感业务的延时最小化。另外，AP可以使用这样的UL调度信息来使在同一ESS中在同一信道上连接到不同AP的STA之间的争用最小化。

应当理解，可以将诸如语音和视频等业务(以下在访问类别(AC)的上下文中描述)视为对延时敏感，而尽力而为和后台业务/业务类型AC则不被视为对延时敏感。因此，前述延时最小化可以被应用于诸如语音或视频业务等UL延时敏感业务，而前述争用最小化可以被应用于STA传输尽力而为和后台AC中/与其相关联的业务。

特别地，具有相关联的客户端或STA的AP通常不会进入节能模式，并且会丢弃OBSS帧。但是，当AP不传输数据时，AP可以嗅探和解析有效感兴趣OBSS帧以获取有用调度信息。应当理解，如果OBSS帧由STA传输并且经过循环冗余校验(CRC)校验，则认为OBSS帧是有效的。由于感兴趣信息(即，QOS控制字段和HT控制字段的HE变体)是MAC报头的一部分，并且因此未加密，因此可以将CRC验证视为足以信任OBSS帧中包含的信息。

前述感兴趣OBSS帧可以包括以下帧：单用户(SU)UL QoS空帧、作为UL正交频分多址(OFDMA)传输的一部分而被接收的缓冲器状态报告池(BSRP)和后续QoS空帧、作为UL-OFDMA传输的一部分而被接收的基本触发帧和后续QoS数据或QoS空帧、以及UL SU QoS数据帧。这些OBSS帧可以由与AP相关联的STA或与属于同一ESS的一个或多个其他AP相关联的STA传输(即，可以是ESS中的同信道OBSS的一部分)。

应当注意，根据802.11标准，服务集或ESS可以指代由相同服务集标识符(SSID)或“网络名称”标识的一组无线网络设备。ESS或服务集形成以相同第2级联网参数进行操作的逻辑网络，即，它们位于同一逻辑网络段上，例如，因特网协议(IP)子网或虚拟LAN(VLAN)。另一方面，基本服务集(BSS)可以是指具有服务集的设备子组(除了在相同的第2层联网参数上操作以形成逻辑网络)，该设备在相同的物理层介质访问特性(例如，RF、调制方案、安全性设置等)内操作，从而使得它们被无线地联网。因此，在企业WLAN网络中，多个BSS可以被控制以使得网络设备可以在不同BSS网络中被集群。

还应当注意，802.11ax规范引入了AP发起的基于触发的UL MU传输。为了调度UL传输，AP可能需要有关在正在等待传输的客户端或STA处缓存的数据的信息。例如，AP可以通过分配用于UL响应的资源单元(RU)来传输BSRP触发帧以获取该信息。由AP请求的STA将使用所建议的资源单元(RU)中携带BSR的QoS空帧来响应于BSRP触发帧。STA还可以在QOS空或QOS数据帧中发送未请求BSR。这些QoS空帧可以是SU或MU传输的一部分。尽管在与STA相关联的AP处接收来自STA的这些帧以进行解析，但上面提到的QoS空帧也可能被某些相邻同信道AP“偷听”。

在详细描述所公开的系统和方法的实施例之前，描述可以用于在各种应用中实现这些系统和方法的示例网络安装是有用的。图1示出了可以为诸如商业、教育机构、政府实体、医疗机构或其他组织等组织而实现的网络配置100的一个示例。该图示出了由具有多个用户(或至少多个客户端设备110)并且可能具有多个物理或地理站点102、132、142的组织来实现的配置的示例。网络配置100可以包括与网络120通信的主站点102。网络配置100还可以包括与网络120通信的一个或多个远程站点132、142。

主站点102可以包括主网络，该主网络可以是例如办公网络、家庭网络或其他网络安装。主站点102网络可以是专用网络，诸如可以包括用于限制对专用网络的授权用户的访问的安全性和访问控制的网络。授权用户可以包括例如位于主站点102处的公司的员工、房屋的居民、企业的客户端等。

在所示的示例中，主站点102包括与网络120通信的控制器104。控制器104可以为主站点102提供与网络120的通信，尽管它可能不是针对主站点102的、与网络120的通信的唯一点。示出了单个控制器104，但是主站点可以包括多个控制器和/或与网络120的多个通信点。在某些实施例中，控制器104通过路由器(未示出)与网络120通信。在其他实施例中，控制器104提供到主站点102中的设备的路由器功能。

控制器104可以可操作以配置和管理诸如在主站点102处的网络设备，并且还可以管理远程站点132、134处的网络设备。控制器104可以可操作以配置和/或管理连接到网络的交换机、路由器、接入点和/或客户端设备。控制器104本身可以是接入点，或者提供接入点的功能。

控制器104可以与一个或多个交换机108和/或无线接入点(AP)106a-c通信。交换机108和无线AP 106a-c向各种客户端设备/STA 110a-j提供网络连接。使用与交换机108或AP 106a-c的连接，STA 110a-j可以访问网络资源，包括(主站点102)网络和网络120上的其他设备。

如本文中使用的，客户端设备或STA是指包括用于有线和/或无线通信的处理器、存储器和I/O接口的设备。STA的示例可以包括：台式计算机、膝上型计算机、服务器、网络服务器、认证服务器、认证授权计费(AAA)服务器、域名系统(DNS)服务器、动态主机配置协议(DHCP)服务器、因特网协议(IP)服务器、虚拟专用网(VPN)服务器、网络策略服务器、大型机、平板计算机、电子阅读器、上网本计算机、电视和类似显示器(例如，智能电视)、内容接收器、机顶盒、个人数字助理(PDA)、移动电话、智能电话、智能终端、哑终端、虚拟终端、视频游戏机、虚拟助手、物联网(IOT)设备等。

在主站点102内，包括交换机108作为用于有线STA 110i-j的在主站点102中建立的网络的接入点的一个示例。STA 110i-j可以连接到交换机108，并且可以通过交换机108访问网络配置100内的其他设备。STA 110i-j也可以通过交换机108访问网络120。STA110i-j可以通过有线112连接与交换机108通信。在所示的示例中，开关108通过有线112连接与控制器104通信，尽管该连接也可以是无线的。

包括无线AP 106a-c作为用于STA 110a-h的在主站点102中建立的网络的接入点的另一示例。AP 106a-c中的每个可以是被配置为向无线STA 110a-h提供无线网络连接的硬件、软件和/或固件的组合。在所示的示例中，AP 106a-c可以由控制器104管理和配置。AP106a-c通过连接112与控制器104和网络通信，该连接112可以是有线或无线接口。

网络120可以是公共网络或专用网络，诸如因特网，或者是其他通信网络，以允许各个站点102、130至142之间的连接以及对服务器160a-b的访问。网络120可以包括第三方电信线，诸如电话线、广播同轴电缆、光纤电缆、卫星通信、蜂窝通信等。网络120可以包括任何数目的中间网络设备，诸如交换机、路由器、网关、服务器和/或控制器，这些中间网络设备不是网络配置100的直接部分，而是促进网络配置100的各个部分之间的通信、以及网络配置100与其他网络连接实体之间的通信。

AP通常是指允许客户端设备或STA连接到有线或无线网络(在这种情况中为无线网络100)的联网设备。AP可以包括处理器、存储器和I/O接口，包括诸如IEEE 802.3以太网接口等有线网络接口、以及诸如IEEE 802.11Wi-Fi接口等无线网络接口，尽管本公开的示例不限于这样的接口。AP可以包括存储器，包括读写存储器、和永久性存储器(诸如ROM、EPROM和闪存)的层次结构。此外，如本文中使用的，AP可以指代随后可能变得已知的任何已知的或方便的无线接入技术的接收点。具体地，术语AP不旨在限于基于IEEE 802.11的AP。

应当注意，诸如AP 130、AP 132和AP 134等AP能够实现VAP，即，在具有每个SSID的唯一媒体访问控制(MAC)地址(即，BSSID)的单个AP无线电上支持一个或多个多个不同SSID值。众所周知，SSID是在0到32个八位位组之间的字段，其可以被包括在管理帧内作为信息元素(IE)。在802.11标准的上下文中，支持SSID IE的管理帧包括信标、探测请求/响应、和关联/重新关联请求帧。在一个实施例中，AP使用多个BSSID来支持VAP。每个信标或探测响应可以包含一个SSID IE。AP使用每个VAP的唯一BSSID以信标间隔(例如，100ms)为其支持的每个VAP发送信标。AP使用包括与每个BSSID对应的能力的探测响应来响应于对所支持的SSID的探测请求(包括对广播SSID的请求)。在一个实施例中，AP可以通告多达给定数目的(例如，16个)信标，每个信标具有不同BSSID以提供VAP支持。每个VAP可以具有唯一MAC地址，并且每个信标可以具有网络名称。

应当理解，本文中设想的无线通信可以涉及一个或多个参数的配置，该参数确定用于由诸如AP等WLAN设备进行通信或与之进行通信的QoS。参数值确定WLAN设备请求访问射频信道和/或使用射频信道的频率。导致该特定WLAN设备相对于其他WLAN设备更频繁地访问射频信道(或两个射频信道的重叠部分)的特定WLAN设备的参数值在本文中可以被称为积极参数值。另外，相对于用于获取信道访问的默认或工业标准参数值更为积极的参数值在本文中也可以被称为积极参数值。参数的示例是增强型分布式信道访问(EDCA)参数和混合协调功能控制的信道访问(HCCA)参数。

EDCA参数可以包括但不限于以下各项：

a.访问类别(AC)：AC参数是指语音(VO)AC、视频(VI)AC、尽力而为(BE)AC和后台(BK)AC中的一种。如802.11标准中所述，可以有更多AC，并且每个AC可以与不同优先级相关联。

b.仲裁帧间间隔(AIFS)：在IEEE 802.11标准下传输的帧之间的时间间隔。

c.最小争用窗口(CWmin)：算法的输入，该算法确定用于响应于失败的尝试(例如，由于RF信道不可用)而重试传输的初始随机退避等待时间。当由于信道不可用于传输而导致帧传输不成功时，随机退避等待时间可能会增加。

d.最大争用窗口(CWmax)：最大随机退避等待时间。

f.传输机会(TXOP)限制：当STA有权向AP发起传输(反之亦然)并且有权发送尽可能多的帧时的时间间隔。这些帧可以用SIFS分隔，并且这种交换被称为“突发”。

在一些实施例中，并且如上所述，AC被定义为用于对网络业务进行分类。每个AC(为AP而配置的)与对应的一组参数值相关联。被分类在特定AC下的帧的传输可以根据与该特定AC对应的参数值集合来传输。也就是说，AC可以比喻为AP可以填充数据并且可以从中传输数据的队列。通常，可以分配给不同类型的应用的四种类型的AC(上面已经提到，并且下面将进行更详细的描述)，每种AC类型都有自己的特定QoS要求/参数。此外，一旦AC被分配给应用类型，就可以配置将业务/数据在AC中排队的方式、以及将业务/数据从队列中取出的方式。应当理解，特定AC可以与一个或多个队列/子队列相关联。

下表1示出了为第一AP而配置的四个AC(后台(BK)、尽力而为(BE)、视频(VI)和语音(VO))和相应参数值的示例。

表1

在以上示例中，由第一AP使用针对CWmin的值7、针对CWmax的值15和针对AIFS的值2来传输被分类在视频类别下的帧。通过使用不同的参数值，第二AP可以被配置为与第一AP不同。

下面的表2示出了为不同于第一AP的第二AP而配置的四个AC和相关联的参数值的示例。

表2

在以上示例中，由第二AP使用针对CWmin的值5、针对CWmax的值10和针对AIFS的值1来传输被分类在VI AC下的帧。由于第二AP的CWmin、CWmax和AIFS值较低，因此可以比第一AP更积极地配置第二AP。这可能导致更频繁地尝试获取信道访问和更频繁地传输帧。

第一AP和第二AP争用对共享射频信道的访问。在一个示例中，第一AP尝试在第二AP传输用于另一视频流的第一组分组的同时尝试传输特定视频流的分组。由于第一AP无法使用射频信道(第二AP使用射频信道发送第一组分组)，因此第一AP在基于CWmin和CWmax而计算的随机时间段之后再次尝试传输。随机时间段在本文中可以被称为随机退避时间。但是，当第一AP再次尝试时，第二AP可能正在传输第二组分组，因为由第二AP使用的CWmin和CWmax的较低值导致第二AP比第一AP更频繁地请求信道访问。此外，第二AI在每个时间段比第一AP传输更多帧，因为AIFS参数值针对第二AP较低。参数值的差异导致第二AP使用与第一AP共享的信道比第一AP使用更长的时间百分比来传输视频数据。

图2A是示例OBSS场景的示意图，其中相同ESS中的AP可以监听在STA与其他AP之间传输的信息。也就是说，图2A示出了WLAN网络200，该WLAN网络200例如包括三个AP：AP206a，AP 206b和AP 206c，它们全部是同一ESS的一部分，并且经历同信道OBSS。在该特定示例中，这并不表示以任何方式进行限制(关于AP和STA的数目、AP与STA之间的连接性、以及可以实现或实行同信道OBSS的方式)，STA 206a-1和206a-2与AP 206a相关联。STA 206b-1、206b-2和206b-3与AP 206b相关联。STA 206c-1、206c-2、206c-3和206c-4分别与AP 206c相关联。

可以理解，AP 206a从STA 206a-1和206a-2(两者均与AP 206a相关联)接收帧，但是AP 206a也将从STA 206b-1(与AP 206b相关联)并且从STA 206c-1(与AP 206c相关联)接收帧。类似地，除了从其相关联的STA(即，STA 206b-1、206b-2和206b-3)接收帧，AP 206b还将从STA 206a-2(与AP 206a相关联)接收帧。因此，如上所述，除了来自其自身的相关联的STA(即，STA 206a-1和206a-2)的UL调度信息，来自STA 206b-1和来自STA 206c-1的UL调度信息可以由AP 206a使用以改进ESS的性能(根据每个STA中排队的业务类型来最小化延时和/或最小化争用)。同样，除了来自其自身的相关联的STA(即，STA 206b-1、206b-2和206b-3)的UL调度信息，AP 206b还可以利用由STA 206a-2传输的与AP 206a相关联的UL调度信息。

图2B示出了包括被AP偷听的QoS空数据的示例消息流。如图2B所示，AP(即，AP206a)可以与STA 206a-1和206a-2(图2A)相关联。然而，在图2A的示例OBSS场景中，AP 206a处于同一ESS中，并且与分别与STA 206b-1和206c-1相关联的AP 206b和206c共享相同的信道。因此，AP 206a可以从STA 206b-1和206c-1接收和解析QoS空/数据帧。因此，AP 206a可以知道那些QoS空/数据帧中包含的UL调度信息(用于传输的UL缓冲数据)。

例如，STA 206c-1可以针对QoS空/数据帧向AP 206c传输未请求BSR。在已请求BSR的情况中，AP 206c可以向STA 206c-1传输BSRP(即，指示对BSR信息的请求的触发帧)。然后，STA 206c-1可以通过向AP 206c传输包括BSR信息(例如，其队列帧大小)的QoS空帧来对AP 206c做出响应，以允许AP 206c调度UL业务。应当注意，AP 206c将在传输BSRP时分配RU，并且STA 206c-1将在所分配的RU中传输携带BSR信息的QoS空帧。同样地，STA 206b-1可以针对QoS空/数据帧向AP 206b传输未请求BSR。另外，AP 206b可以向STA 206b-1传输BSRP(在已请求场景中)。然后，STA 206b-1可以通过向AP 206b传输包括BSR信息(例如，其队列帧大小)的QoS空帧来对AP 206b做出响应，以允许AP 206b调度UL业务。

图3A是根据一个实施例的用于例如通过监测延时敏感流/流计数并且相应地调节传输突发持续时间来使UL延时敏感业务的延时最小化的示例计算组件或设备300的框图。例如，服务器计算机、控制器或能够处理数据的任何其他类似的计算组件。在图3A的示例实现中，计算组件300包括硬件处理器302和机器可读存储介质304。在一些实施例中，计算组件300可以是控制器的实施例，例如，诸如控制器104(图1)等控制器，或者是无线网络100的另一组件，例如，诸如AP 106a(图1)等AP。

硬件处理器302可以是一个或多个中央处理单元(CPU)、基于半导体的微处理器、和/或适合于取回和执行被存储在机器可读存储介质304中的指令的其他硬件设备。硬件处理器302可以提取、解码和执行指令，诸如指令306-316，以控制用于对双向业务流进行优先化的过程或操作。作为取回和执行指令的替代或补充，硬件处理器302可以包括一个或多个电子电路，该电子电路包括用于执行一个或多个指令的功能的电子组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或其他电子电路。

诸如机器可读存储介质304等机器可读存储介质可以是包含或存储可执行指令的任何电子、磁性、光学或其他物理存储设备。因此，机器可读存储介质304可以是例如随机存取存储器(RAM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储设备、光盘等。在一些实施例中，机器可读存储介质304可以是非暂态存储介质，其中术语“非暂态”不涵盖暂态传播信号。如以下详细描述的，机器可读存储介质304可以用可执行指令(例如，指令306-310)进行编码。

硬件处理器302可以执行指令306以初始化参数以准备监测和调节传输突发持续时间。应当注意，所讨论的传输突发持续时间是BE和BK AC业务的传输突发持续时间。初始化参数可以是指将流计数参数值设置为零，并且最小突发持续时间和最大允许持续时间可以是与例如默认设置对应或如网络中期望的非零值。

硬件处理器302可以执行指令308以监测所接收的感兴趣帧，并且确定新流相对于感兴趣流已经开始还是已经终止。感兴趣流可以基于TID来确定。如上所述，感兴趣(OBSS)帧可以包括以下帧：SU UL QoS空帧、BSRP、作为UL-OFDMA传输的一部分而接收到的后续QoS空帧、作为UL-OFDMA传输的一部分而被接收的基本触发帧和后续QoS数据或QoS空帧、以及UL SU QoS数据帧。感兴趣TID可以是指延时敏感业务，即，落入VO和VI AC的业务。

因此，硬件处理器302可以执行指令310以确定是否检测到延时敏感流。应当理解，流可以被定义为与同一业务标识符(TID)和/或AC对应/具有同一业务标识符(TID)和/或AC的一组分组。

硬件处理器302可以执行指令312以增加流计数并且减少突发持续时间。也就是说，如果检测到延时敏感流，则将流计数值(或流计数计数器，取决于实现流计数的方式)例如递增1。此外，只要当前传输突发持续时间尚未达到最小指定传输突发持续时间，就可以将当前传输突发持续时间减少一半。只要延时敏感流被检测到/正在进行并且尚未达到最小指定传输突发持续时间，传输突发持续时间的这种减少就可以重复地继续。以下是代表该指令的示例算法/函数。

如果没有检测到延时敏感流，或者如果当前传输突发持续时间参数已经达到最小指定传输突发持续时间，则硬件处理器302可以执行指令314以确定现有流是否已经终止。再次，AP可以嗅探它从与同一ESS中的同信道AP相关联的STA偷听的分组流。

在确实现有流已经终止/结束的情况中，硬件处理器302可以执行指令316以递减流计数并且增加突发持续时间。应当理解，各种实施例以允许在延时和争用的上下文中进行性能优化的方式来实现突发持续时间值的某种形式的递增/递减。尽管可以使用各种机制来实现突发持续时间值的这种递增/递减，但是一个示例可以是对加减乘积递减算法的一种适配。通常，增加或减少这样的值的量可以变化，尽管通常情况中，值的增加(针对突发持续时间)被配置为相对于值(突发持续时间)减少的速度更加缓慢。因此，尽管(如本实施例中所述)，传输突发持续时间减少了一半，并且突发持续时间增加1，但是可以使用其他值、变化顺序、增量比(增加减少量)。例如，根据一个实施例，流计数可以递减例如为1的值，并且当前传输突发持续时间也可以增加为1的值。与递增流计数和递减突发持续时间的方式类似，只要AP未检测到延时敏感流(基于其自身关联的STA或与同一ESS中的同信道AP相关联的STA)，流计数和突发持续时间的这种增加就可以连续地重复。以下是代表该指令的示例算法/函数。

应当理解，通过减少属于BE和BK AC的流的当前传输突发持续时间，更多机会被分配给延时敏感流(即，属于/对应于VO/VI AC的业务)以传输排队数据。而且，因为AP认识到来自与同一ESS中的任何相邻同信道AP相关联的任何STA的延时敏感流，所以传输突发持续时间的适配考虑了ESS中的任何/所有STA，而不仅仅是与特定AP相关联的那些STA，其可以转换为对流和适配的更鲁棒/更准确的评估。

图3B示出了可以与图3A所示并且如上所述的适配机制并行地周期性地实现的用于基于信标间隔(或其他定义间隔)来增加突发持续时间的机制。也就是说，硬件处理器302可以执行指令318以启动与定义时段对应的计时器。如上所述，定义时段可以是信标间隔等，例如用户/系统定义间隔。在较高级别，当没有从ESS中的任何STA检测到延时敏感业务/流(AP可能会偷听)时，可以增加BE和BK AC业务的当前传输突发持续时间。因此，如果在信道上未检测到语音或视频业务，则可以增加要在UL方向上传输BK和BE业务的机会，从而增加UL吞吐量。

相关时段或间隔可以进行，直到当时段(P)到期时硬件处理器302执行指令320以停止相关计时器。随后，硬件处理器302可以执行指令322以确定流计数值是否为零。如果不是(并且相关时段已经到期/过去)，则计时器可以再次启动。但是，如果流计数为零，表明没有任何当前处于活动状态的延时敏感流与STA相关联，或者AP偷听(排队或传输)，则硬件处理器302可以执行指令324以逐步/逐渐增加突发持续时间，直到默认值被达到。以下是代表该指令的示例算法/函数，其中在一些实施例中，默认值可以是最大允许突发持续时间。

为了为这种机制的使用提供上下文，典型的部署场景可以涉及为会议室提供服务的AP。在流传输语音时，附近的同信道AP可以减少其突发，从而为具有VO(或VI)业务的AP释放信道/介质。在会议结束之后，突发持续时间的累加增加可以帮助附近AP恢复其非VO(或VI)业务的正常/常规操作模式。

如上所述，可以从STA(不一定与AP相关联)收集的UL调度信息可以用于使连接到不同同信道AP的STA之间的争用最小化。以这种方式，可以提高系统的整体容量。

众所周知，由AP发布的EDCA参数中较高CWmin值(如上所述)导致尝试SU UL业务的STA发生冲突的机会较低。因此，本文中公开的一些实施例描述了一种用于根据UL排队业务来动态地修改或适配CWmin参数的值的机制/算法。应当理解，仅在与BE和BK AC进行业务通信的情况中才应用该机制。因此，由于VO和VI AC业务的相应延时敏感要求，默认信道访问参数可以针对VO和VI AC业务保持不变。换言之，可以确定与BK和BE AC对应的争用STA的数目，并且CWmin参数的值可以基于确定。应当理解，尽管在本文中讨论了CWmin的值，但是可以类似地修改/调节其他EDCA参数。例如，在一些实施例中，CWmin参数的修改可以导致AIFS编号(AIFSN)以及CWmax参数，或者可以结合AIFS编号(AIFSN)以及CWmax参数来修改。本领域普通技术人员将理解如何根据CWmin参数的修改来修改其他EDCA参数。

在一些实施例中，可以利用某些网络特性，包括以下各项：

·在任何情况中，AP可以通过处理QoS帧中的BSR来确定STA处的特定TID/AC的排队UL业务的量；

·EDCA是基于优先级的信道访问机制，其中在STA处排队的较高优先级业务比较低优先级排队业务具有更高传输机会。

·符合802.11ax的STA能够进行UL MU传输。因此，UL数据可以经由SU或MU传输到达AP。存在不支持UL MU数据传输的STA类别，并且因此这样的STA可以仅求助于UL SU传输。确实支持UL MU传输的STA可以由AP在UL方向上调度作为基于触发的MU传输的一部分。因此，这样的STA可能不需要介质/信道接入机会来传输其UL传输的排队数据。

应当理解，ESS中的每个AP运行具有周期T的计时器，以计算在它的下一信标的EDCA参数中通告的CWmin的值。在算法中评估的STA不限于AP BSS。再次，各种实施例涉及利用来自AP可以听到的ESS/在这种ESS之内的任何同信道STA的UL调度信息。下面根据某些实施例阐述了可以用来实现争用最小化的某些定义：

·N_STA_no_MU(AC)可以是指具有特定AC的排队UL数据的不具有MU能力的STAS的数目。如上所述，针对该争用最小化机制，仅考虑BE和BK AC。

·N_STA_MU(AC)可以是指具有特定AC的排队UL数据的具有MU能力的STAS的数目。

·N_STA(AC)可以是指可能尝试特定AC的UL SU传输的STA的有效数目。

·W(AC)可以是指某个值(<1)，该值是在计算N_STA(AC)时可以被应用于N_STA_MU(AC)的权重。该值小于1说明以下事实：只有一小部分具有MU能力的STA实际上会争用UL SU传输。

现在参考图3C，硬件处理器可以执行指令326以初始化前述参数以开始监测相关STA。特别地，N_STA_no_MU(AC)、N_STA_MU(AC)和N_STA(AC)设置为零值。参数W(AC)可以设置为某个常数C，其中0<C<1。

硬件处理器302可以执行指令328来监测所接收的感兴趣帧，以标识排队UL数据/帧落入BE和/或BK AC中的STA。如上所述，感兴趣帧可以包括以下帧：单用户(SU)UL QoS空帧、作为UL正交频分多址(OFDMA)传输的一部分而被接收的缓冲器状态报告轮询(BSRP)和后续QoS空帧、作为UL-OFDMA传输的一部分而被接收的基本触发帧和后续QoS数据或QoS空帧、以及UL SU QoS数据帧。

硬件处理器302可以执行指令330以确定是否检测到新STA。应当理解，对新STA的检测可以按照具有与BE或BK AC对应的排队UL数据的STA为前提。如果硬件处理器302没有检测到这样的STA，则硬件处理器302可以执行指令340以确定现有的BE和/或BR流针对任何STA是否已经结束。如果不是，则硬件处理器可以返回到执行指令328以继续监测所接收的感兴趣帧。另一方面，如果任何STA的BE/BK流已经结束，则硬件处理器302可以执行指令342以确定STA(其BE/BK流已经结束)是否具有MU能力。如果否，则硬件处理器302可以执行指令344以递减具有与BE或BK AC中的一者/两者对应的排队UL数据的不具有MU能力的STA的数目。如果是这样，则硬件处理器302可以执行指令346以递减具有与BE或BK AC中的一者/两者对应的排队UL数据的具有MU能力的STA的数目。

在执行这些指令中的任一个之后，硬件处理器302可以执行指令338以更新潜在地尝试BK和/或BE业务的UL SU传输的STA的数目，以及更新相关EDCA参数，例如，CWmin参数值。应当注意，已更新数目是具有排队UL数据的不具有MU能力的STA(属于BE/BK AC)的数目与以W(AC)值加权的具有排队UL数据的具有MU能力的STA(属于BE/BK AC)的数目的函数。

相应地，硬件处理器302可以返回到执行指令328。如上所述，本文中公开的争用最小化机制可以专注于寻找在BK和/或BE AC中具有排队UL数据的争用STA的数目，从而使得可以相应地针对这些AC来调节CWmin参数。如可以在本公开全文中描述的，因为AP可以利用来自/关于与其自身或与同一ESS中的同信道AP相关联的任何STA的信息，所以可以执行该数目的STA的更准确的评估。

如果在执行指令330之后，硬件处理器302(在执行指令332时)确定检测到的(新)STA具有MU能力，则硬件处理器302可以执行指令334以增加具有与BE和/或BK AC对应的排队UL数据的具有MU能力的STA的数目。如果检测到的STA不具有MU能力，则硬件处理器302可以执行指令336以递增具有与BE和/或BK AC对应的排队UL数据的不具有MU能力的STA的数目。再次，根据一些实施例，本文中设想的争用最小化机制试图获取对争用传输UL BE/BK数据的STA的数目的准确评估，从而可以为拥塞窗口参数分配适当的值。一旦确定了MU和不具有MU能力的STA的数目，就可以相对于执行指令338的硬件处理器来更新可能尝试UL SU传输的STA的数目。

一旦已经使用上述机制确定了潜在争用STA的数目，AP可以根据该潜在争用STA的数目来计算适当拥塞窗口设置/值。即：

CWmin(AC)＝f(N_STA(AC))

“f”的值的精确度可以是可配置的，并且可以进一步进行实验，尽管应当理解，该函数是递增函数，例如，STA的数目越高，则CWmin的值越高。

应当注意，本文中描述的争用最小化和延时最小化机制可以在ESS中的每个AP上实现。同样，在AP处解析的帧应当属于同一ESS。这样做的原因是，为了提高网络性能，AP会放弃突发机会，但前提是应当仅由ESS中的STA获取收益。也就是说，如果将上述机制应用于不同/多个ESS，则ESS的AP将通过避免突发机会来在信道访问上不公平地丢失。此外，应当理解，所考虑的/执行前述机制的AP借助于带外信息(例如，来自AP控制器的信息)而知道其自己的ESS内的其他相邻同信道AP。

可以想到上述其他实施例，其中可以进行在相同组的相邻同信道AP上托管的不同ESS之间的比较。也就是说，前述争用最小化和/或延时最小化可以基于针对多个ESS中的每个ESS以不同比例/比率将TX突发和CWmin值向上/向下缩放。在这样的实施例中，可以为每个ESS计算/实现延时最小化和/或争用最小化参数，然后可以将每个ESS相互比较。

应当理解，各种实施例可以在具有实时益处的任何AP平台上实现。由于利用了802.11ax增强功能，因此本文中描述的实施例可以更适合于802.11ax繁重的部署或具有仅802.11ax无线电的AP，尤其是在Wi-Fi 6/6GHz上下文中。

图4描绘了可以在其中实现本文中描述的各种实施例的示例计算机系统400的框图。计算机系统400包括用于传送信息的总线402或其他通信机制、与总线402耦合以处理信息的一个或多个硬件处理器404。硬件处理器404可以是例如一个或多个通用微处理器。计算机系统400可以是AP控制器或AP或类似设备的实施例。

计算机系统400还包括耦合到总线402以存储将由处理器404执行的信息和指令的主存储器406，诸如随机存取存储器(RAM)、高速缓存和/或其他动态存储设备。主存储器406还可以用于在要由处理器404执行的指令的执行过程中存储临时变量或其他中间信息。这样的指令当被存储在处理器404可访问的存储介质中时使计算机系统400成为被定制以执行在指令中指定的操作的专用机器。

计算机系统400还包括耦合到总线402以存储用于处理器404的静态信息和指令的的只读存储器(ROM)408或其他静态存储设备。存储设备410(诸如磁盘、光盘或USB拇指驱动程序(闪存驱动程序)等)被提供并且耦合到总线402以存储信息和指令。

计算机系统400还可以包括至少一个网络接口412，诸如网络接口控制器(NIC)、网络适配器等或它们的组合，该至少一个网络接口412耦合到总线402以将计算机系统400连接到至少一个网络。

通常，如本文中使用的，词语“组件”、“系统”、“数据库”等可以是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是指用编程语言(诸如Java、C或C++)编写的一组软件指令(可能具有入口和出口点)。可以将软件组件编译和链接到可执行程序中，安装在动态链接库中，或者可以用解释性编程语言(诸如BASIC、Perl或Python)编写。将意识到，软件组件可以从其他组件或从其自身被调用，和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用。可配置为在计算设备上执行的软件组件可以在计算机可读介质(诸如光盘、数字视频光盘、闪存驱动、磁盘或任何其他有形介质)上提供，也可以作为数字下载文件提供(并且最初可以按照压缩或可安装格式存储，在执行之前需要进行安装、解压缩或解密)。这样的软件代码可以部分地或全部地被存储在执行计算设备的存储器设备上，以由计算设备执行。软件指令可以嵌入在诸如EPROM等固件中。还将意识到，硬件组件可以包括所连接的逻辑单元，诸如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，诸如可编程门阵列或处理器。

计算机系统400可以使用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文中描述的技术，该定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑与计算机系统相结合使得计算机系统400成为或将计算机系统400编程为专用机器。根据一个实施例，本文中的技术由计算机系统400响应于处理器404执行主存储器406中包含的一个或多个指令的一个或多个序列执行。这样的指令可以从诸如存储设备410等另一存储器读取到主存储器406中。主存储器406中包含的指令序列的执行使得处理器404执行本文所述的处理步骤。在替代实施例中，可以使用硬连线电路系统代替软件指令或与软件指令结合使用。

如本文中使用的，术语“非暂态介质”和类似术语是指存储使得机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何介质。这样的非暂态介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，诸如存储设备410。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器406。非暂态介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动、磁带或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、带孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、以及上述各项的联网版本。

非暂态介质不同于传输介质但可以与传输介质结合使用。传输介质参与非暂态介质之间的信息传输。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线402的电线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，诸如在无线电波和红外数据通信期间生成的声波或光波。

如本文中使用的，术语“或”可以按照包括性或排他性的意义而被解释。而且，对单数形式的资源、操作或结构的描述不应当理解为排除复数。除非另外明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则条件性语言(诸如“可以(can)”、“可能(could)”、“可能(might)”或“可以(may)”等)通常旨在传达某些实施例包括而其他实施例不包括某些特征、元素和/或步骤。

除非另有明确说明，否则本文档中使用的术语和短语及其变体应当解释为开放式的，而不是限制性的。作为前述各项的示例，术语“包括”应当理解为意思是“包括但不限于”等。术语“示例”用于提供所讨论的项目的示例性实例，而不是其详尽或限制性的清单。术语“一个(a)”应当理解为“至少一个”、“一个或多个”等。在某些情况中出现宽泛单词和短语(诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语)不应当理解为在这样的扩展短语可能不存在的情况中意图或要求使用更窄情况。

Claims (20)

1.一种用于使针对无线局域网WLAN中的上行链路UL延时敏感业务的延时最小化的方法，包括：

由所述WLAN中、在信道上操作的第一接入点AP监测来自与所述第一AP和在所述信道上操作的至少第二AP相关联的一个或多个站STA的接收的感兴趣帧，所述第二AP与所述第一AP属于相同的扩展服务集ESS；

当所述第一AP检测到延时敏感流时，减少适用于非延时敏感流的传输突发持续时间；以及

当所述第一AP检测到延时敏感流的终止时，增加适用于所述非延时敏感流的所述传输突发持续时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述感兴趣帧包括以下至少一项：单用户SU UL服务质量QoS空帧、缓冲器状态报告轮询BSRP帧、在所述BSRP帧之后作为UL正交频分多址OFDMA传输的一部分而被接收的QoS空帧、基本触发帧、在所述基本触发帧之后作为ULOFDMA传输的一部分而被接收的QoS空帧、在所述触发基本帧之后作为UL OFDMA传输的一部分而被接收的QoS数据帧、UL SU QoS数据帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其中延时敏感流包括与视频访问类别和语音访问类别之一对应的流，并且其中所述非延时敏感流与后台访问类别和尽力而为访问类别之一对应。

4.根据权利要求1所述的方法，其中当所述第一AP检测到所述延时敏感流时，所述第一AP进一步递增流计数计数器，其中流计数代表延时敏感流。

5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述第一AP检测到所述延时敏感流的所述终止时，所述第一AP进一步递减所述流计数计数器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中当所述第一AP检测到一个或多个后续延时敏感流时，进一步减小所述传输突发持续时间，直到最小传输突发持续时间设置阈值被达到。

7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述第一AP检测到延时敏感流的一个或多个后续终止时，进一步增加所述传输突发持续时间，直到最大传输突发持续时间设置阈值被达到。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输突发持续时间的所述减少包括将当前传输突发持续时间减少一半。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输突发持续时间的所述增加包括相对于所述当前传输突发持续时间增加1。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：除非另外的一个或多个延时敏感流被所述第一AP检测到，否则与所述接收的感兴趣帧的所述监测并行地，所述第一AP在周期性间隔的完成时增加适用于所述非延时敏感流的所述传输突发持续时间。

11.根据权利要求10所述的方法，其中当检测到另外的周期性间隔的附加完成时，所述第一AP进一步增加所述传输突发持续时间，直到最大传输突发持续时间设置阈值被达到。

12.一种在无线局域网WLAN中的信道上操作的WLAN设备，包括：

处理器；以及

存储器，被操作地连接到所述处理器，所述存储器包括计算机代码，所述计算机代码在被执行时使得所述处理器：

监测来自与所述WLAN设备和在所述信道上操作的至少第二WLAN设备相关联的一个或多个站STA的接收的感兴趣帧，所述第二WLAN设备与所述第一WLAN设备属于相同的扩展服务集ESS；

当所述WLAN设备检测到延时敏感流时，减少适用于非延时敏感流的传输突发持续时间；

当所述WLAN设备检测到延时敏感流的终止时，增加适用于所述非延时敏感流的所述传输突发持续时间；以及

与所述监测、所述检测、所述减少和所述增加并行地，在周期性间隔的完成时，进一步增加适用于所述非延时敏感流的所述传输突发持续时间。

13.根据权利要求12所述的WLAN设备，其中所述传输突发持续时间的所述减少使当前传输突发持续时间减半，并且其中由于所述延时敏感流的检测到的所述终止或所述周期性间隔的所述完成而导致的所述传输突发持续时间的所述增加使所述当前传输突发持续时间增加为1的值。

14.根据权利要求12所述的WLAN设备，其中仅当延时敏感流在所述周期性间隔期间未被检测到时，在被执行时使得所述处理器在所述周期性间隔的完成时增加所述传输突发持续时间的所述计算机代码才引起所述增加。

15.根据权利要求12所述的WLAN设备，其中所述存储器包括计算机代码，所述计算机代码在被执行时还使得所述处理器将所述传输突发持续时间的所述减少限制为最小允许传输突发持续时间，并且将所述传输突发持续时间的所述增加限制为最大允许传输突发持续时间。

16.根据权利要求12所述的WLAN设备，其中延时敏感流包括与视频访问类别和语音访问类别之一对应的流，并且其中所述非延时敏感流与后台访问类别和尽力而为访问类别之一对应。

17.一种用于使无线局域网WLAN中的站STA之间的争用最小化的方法，包括：

由所述WLAN中的、在信道上操作的第一接入点AP监测来自与所述第一AP和在所述信道上操作的至少第二AP相关联的一个或多个STA的接收的感兴趣帧，所述第二AP与所述第一AP属于相同的扩展服务集ESS；

检测所述一个或多个STA中的、具有上行链路UL排队数据以用于传输的STA，所述UL排队数据包括非延时敏感帧；

确定检测到的所述STA是否能够进行多用户MU传输，并且递增或递减指示具有MU能力的STA和不具有MU能力的STA的计数器；

确定检测到的所述STA中潜在地尝试非延时敏感帧的UL单用户SU传输的有效数目；以及

基于检测到的所述STA中潜在地尝试非延时敏感帧的UL SU传输的所确定的所述数目，调节所述第一AP的最小争用窗口。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括由所述第一AP监测非延时敏感流何时结束。

19.根据权利要求17所述的方法，其中检测到的所述STA中能够进行MU传输的确定的所述数目基于针对UL SU传输的可能实际争用而被加权。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述非延时敏感流与尽力而为访问类别和后台访问类别之一对应。

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