CN1874268A - 实现网络媒体存取控制的方法与相关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种实现网络媒体存取控制的方法与相关装置。像在IEEE802.11e这种无线媒体的网络系统中,一站台要传输至媒体的信息帧会被分为多种流量类别,使某些类别的帧能更有机会被实际传输至媒体。当一站台内要将某帧传输至媒体前,该站台内的媒体存取控制电路会先通过内部存取将该帧由系统存储器读取出来;而本发明即是使站台的内部存取可预先根据各流量类别存取网络媒体的优先权来依序读取各个帧,以减少媒体存取控制电路的电路复杂度、布局面积与成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种实现网络媒体存取控制的方法与相关装置,特别是涉及一种能以精简的电路来实现的网络媒体存取控制方法与相关装置。
背景技术
网络系统可利用网络媒体将各个网络成员(终端机)连接起来,使每个网络成员间能够联系、沟通,并快速地交换数据、资料、文件与影音讯息,故网络系统已成为现代信息社会不可或缺的一环。近年来,由于无线电技术的日趋成熟,能以无线媒体架构摆脱实体网络线的无线网络更是蓬勃发展。举例来说,像是植基于IEEE 802.11协议的无线网络,就已经日益普及。如何以更低廉的成本来布设网络系统,也成为现代信息业者研发的重点之一。
在网络系统中,由于各个网络成员是经由网络共享的媒体连接在一起,故各个网络成员间势必要遵守一定的规约与协议来协调各个网络成员对此媒体的存取。像在IEEE 802.11协议下的无线网络,各个站台(也就是网络成员)就会根据载波检测式多方存取与碰撞避免(CSMA/CA,Carrier SensingMultiple Access/Collusion Avoidance)的原则来协调各个站台对无线媒体(也就是无线电波可传播的空间)的存取。根据此原则下的基本协调功能(coordinate function),当一站台A要将信息以帧(frame)形式发射至无线媒体前,会先检测此无线的媒体是否闲置(idle),也就是先检测无线媒体中是否已经有其它站台在发送帧。若媒体闲置,站台A就会随机地设定一对应的退让(back-off)时段,并依据此退让时段开始倒数计时。若退让时段倒数结束而媒体仍然是闲置的,代表媒体持续闲置的时间已经超过该站台所对应的退让时段,而站台A就有权存取媒体,可开始发出其帧。反之,若站台A在其退让时段倒数结束之前媒体已被占用(像是有其它站台已经开始发射帧),站台A就会冻结倒数计时;稍后,等站台A检测到媒体已再度闲置,站台A就会再度开始进行退让时段的倒数,以持续争取媒体的存取权。
换句话说,在上述的基本协调功能中,各站台是以随机退让时段的机制来协调彼此对媒体的存取权。若两站台A及B同时都想要存媒体以连接至网络,站台A及B会在检测到媒体闲置后同时开始倒数计时;但由于站台A及站台B会独立地各自随机设定其对应的退让时段,故站台A与站台B各自设定的退让时段极可能是不相同的。这样一来,退让时段较短的站台会先倒数结束,并先取得媒体的存取权,以开始发出其帧;而退让时段较长的站台就会在其倒数结束前发现另一站台已开始发出帧,此时,这个退让时段较长的站台就会暂时放弃媒体存取权,直到媒体再度闲置,才会重新竞争媒体的存取权。事实上,在基本协调功能中,各站台的退让时段长短可表示为DIFS+CW;其中,DIFS代表帧间隔时段(Distributed Inter-Frame Space),其为一定值;而CW则代表一竞争时段(contention window),其可进一步表为Rn*T_slot,T_slot为一常数的时隙(time slot),而Rn就是由一定参数范围内随机选出的一个整数。由于竞争时段CW的长短为随机的,也使得退让时段的时间长短为随机的。
虽然网络系统,像是IEEE 802.11的无线网络,多半都已规定有上述的协调功能,但由于网络应用日趋多元,对网络媒体的存取权分配也开始因应用的不同而有不同的要求。举例来说,某些网络成员间可能希望能利用网络来进行实时(real-time)影音传讯,这些网络成员可能就需要较为频繁地存取媒体。相对地,某些网络成员可能只是要经由网络存取一些简单的文字信息或数据,对媒体存取的要求就较低。为了应付多元的需求而满足网络的服务品质(QoS,Quality of Service),某些网络系统已经增强了网络成员间的协调功能。像在IEEE 802.11下的无线网络,就有新增的IEEE 802.11e协议,以支持服务品质的要求。
在IEEE 802.11e的协议下,新增有增强(enhanced)型协调功能;在此增强协调功能之下,各个站台都会将其帧依媒体存取需求而划分成不同的流量类别(Traffic Category),属于不同流量类别的帧会有不同统计性质的随机退让时段。举例来说,若同一站台中有两个分属流量类别TC1及TC2的帧同时要发射至媒体,该站台就会在媒体开始闲置时为此两个帧分别随机设定其对应的退让时段,并在媒体持续闲置的期间内开始倒数。若流量类别TC1的帧在倒数结束时媒体还是闲置的,该站台就会优先将这个属于流量类别TC1的帧发射至媒体;而流量类别TC2的帧就只能等到媒体再度闲置后才能再度竞争媒体的存取权。
换句话说,在同一站台中,属于不同流量类别的帧就好像是属于不同「虚拟站台」的帧;因为,即使在同一站台中,属于不同流量类别的帧同样要彼此进行随机退让时段的竞争才能取得媒体的存取权而被实际发射至媒体。当然,不同站台间的帧同样还是要竞争媒体存取权。为不同流量类别分别设定不同统计性质的随机退让时段,就能支持服务品质。举例来说,若以期望值较短的随机值来为流量类别TC1的帧设定其随机退让时段,属于流量类别TC1的帧就能较为频繁地存取媒体(因为其退让时段期望值较短);相对地,若流量类别TC2的帧是以期望值较长的随机值来设定其随机退让时段,流量类别TC2的帧存取媒体的机会就会相对较低。这样一来,在无线网络中,若某些站台(网络成员)需要较为实时的网络服务,就可用流量类别TC1的帧来交换数据;相对地,若某些站台的网络服务需求并不要求极致的实时性,就可用流量类别TC2的帧来存取媒体。事实上,像在IEEE 802.11e规定下,一个站台需支持四个不同的流量类别。
不论是基本协调功能或是增强型协调功能,都要以实际的电路来实现。一般来说,网络系统中的各个网络成员/终端机/站台是以一计算机系统来实现的。如本领域的技术人员所知此种计算机系统中会设有中央处理器、系统存储器、桥接器(像是南北桥/芯片组)以及实际存取网络媒体的网络接口电路,让使用者可通过此计算机系统来存取网络资源。当计算机系统要实现基本协调功能而准备将信息以帧形式发射至网络媒体时,中央处理器会先将此帧准备好而放在系统存储器中,而网络接口电路中的内部存取模块(像是直接存储器存取机制,Direct Memory Access)就可经由桥接器先进行内部存取,以将该帧由系统存储器中读出并暂存于网络接口电路中的暂存模块。然后,网络接口电路中的媒体存取机制就能根据基本协调功能安排此帧的传输事宜,包括以一媒体存取机制的主控模块来检测媒体是否闲置,并为此帧设定退让时段,使此帧开始竞争网络存取的机会(也就是媒体存取权);等帧得到媒体存取权时,网络接口电路中的缓存器控制模块就能将帧由暂存模块中推出而发送至网络媒体。
以上描述了基本协调功能下计算机系统(尤其是网络接口电路)中的相关电路安排。当要进一步实现进阶的增强型协调功能时,计算机系统中的网络接口电路势必也要有相对应的硬件配合。像在IEEE 802.11e的规定之下,每个站台需支持四种不同的流量类别,而由前述讨论可知,由于不同流量类别的帧要彼此竞争媒体存取机会,就好像在一个站台中有四个虚拟站台,各个虚拟站台代表一个流量类别。因此,在实现增强型协调功能时,一种典型的实施例就是在计算机系统的网络接口电路中实现四组独立的「内部存取模块-暂存模块-缓存器控制模块」,分别用来处理一个流量类别的帧。举例来说,流量类别TC1会有其专属的内部存取模块、暂存模块与缓存器控制模块,以从系统存储器中取得流量类别TC1的帧、进行缓冲处理、并在取得媒体存取权时将帧推出至网络媒体;同理,流量类别TC2也会有专属的内部存取模块、暂存模块与缓存器控制模块,专门用来处理流量类别TC2的帧,包括将流量类别TC2的帧由系统存储器中读出、进行缓冲,并在取得媒体存取权时将帧推出至网络媒体。
然而,要为各个流量类别分别设置独立的「内部存取模块-暂存模块-缓存器控制模块」,势必使网络接口电路本身的电路结构更为复杂,需要相当大的布局面积及设计制造的成本,也会消耗更多的功率。另外,为了维护网络系统中各个网络成员的隐私,网络系统中多半制订有加密的协议,像IEEE802.11下的无线网络,尤其应该重视帧的加密。一般来说,网络接口电路都会在缓冲帧的暂存模块中设置加密的前置处理模块,使暂存模块中的帧会在加密后才被推出/发射至网络的媒体上。若是要为各个流量类别设置独立的暂存模块-缓存器控制模块,势必也要设置四个独立的前置处理电路。这也更加重了网络接口电路的成本及功率消耗,妨碍了网络建设的普及。
发明内容
因此,本发明的主要目的,就是要提出一种较佳的媒体存取控制实现方法与相关的装置,能以较为精简、成本较低、布局较小的电路来实现增强型协调功能下可支持多个流量类别的网络接口电路,使网络建设更普及,更能为大众所利用。
事实上,由增强型协调功能的运作方式可知,虽然单一站台中要支持多个流量类别,但在同一时间内,最多也只会有一个流量类别的帧被发射至网络的媒体。而本发明就是利用此特点来精简增强型协调功能下的网络接口电路。在本发明的一个实施例中,网络接口电路中仅设有一组「内部存取模块-暂存模块-缓存器控制模块」以及单一前置处理电路,并另设有一预测模块来协调内部存取模块的运作。当系统存储器中有多个属于不同流量类别的帧要求网络媒体的存取权时,此预测模块就能在媒体开始闲置时先估算出哪一个流量类别的帧会优先取得媒体存取权,并使内部存取模块将该流量类别的帧由系统存储器中读出至暂存模块(若有需要则进行加密的前置处理),并在取得媒体存取权时由缓存器控制模块将该帧推出至媒体;相对地,其它流量类别的帧则仍然被储存在系统存储器中,不会被读取至暂存模块中。换句话说,经由预测模块的协调,内部存取模块就能依照媒体存取权的优先级来读取系统存储器中帧,也就不必为各个流量类别设置独立的内部存取模块-暂存模块与缓存器控制模块。
在本发明的另一实施例中,网络接口电路可以设有一个内部存取模块、一个缓存器控制模块与设有多个缓存器的暂存模块(与一个前置处理电路),并同样配合一预测模块来协调内部存取模块进行内部存取的顺序。其中,暂存模块中的多个缓存器就分别对应于一个流量类别。当系统存储器中有多个属于不同流量类别的帧要求网络媒体的存取权时,此预测模块就能在媒体开始闲置时先估算各个流量类别存取媒体的优先级,并使内部存取模块依此优先级而依序将不同流量类别的帧分别由系统存储器中读出至各个对应的缓存器(若有需要则对最高优先的帧进行加密的前置处理);等实际取得媒体存取权后,缓存器控制模块就可将取得存取权的帧推出至媒体。此种实施例同样可节省内部存取模块、缓存器控制模块与前置处理电路的成本、布局面积与功率消耗。
换句话说,本发明是使内部存取模块能依照不同流量类别对媒体存取权的优先级来将帧由系统存储器中读取至网络接口电路中,使内部存取机制运作的时序能和网络接口电路发射帧/存取媒体的时序搭配起来协调运作,这样就不用为各个流量类别设置独立的内部存取模块以及相关的暂存模块等等电路了。也因此本发明能降低网络接口电路的成本、布局面积与功率消耗,使网络能更普遍地为大众所共享。
附图说明
图1示意的是增强型协调功能下网络中各个流量类别竞争网络媒体存取权的情形。
图2为本发明第一实施例的功能方块示意图。
图3、图4为图2中实施例实现增强型协调功能的示意图。
图5为本发明第二实施例的功能方块示意图。
图6为图5中实施例实现增强型协调功能的示意图。
图7、图8分别为本发明另一实施例的功能方块示意图。
图9为本发明实施时的流程示意图。
附图符号说明
10站台 12中央处理器
14桥接器 16存储器
18、38、58、78网络接口电路
20、40、60、80媒体存取控制电路
22、42、62、82收发电路
24、45A-45C、64、84多任务模块
26、46、66、86A-86D内部存取模块
28、48、68、88暂存模块
30、50、70、90前置处理电路
32、52、72、92预测模块
34、54、74、94主控模块
36、56、76、96缓存器控制模块
100流程
102-11步骤
481-484缓存器
681-685存储空间
AIFS1-AIFS4仲裁时段
CW1(.)-CW4(.)竞争时段
TC1-TC4流量类别
ta-tf时点
具体实施方式
在进一步说明本发明的实施细节前,首先要再详述增强型协调功能的运作模式。请参考图1;以IEEE 802.11e下无线网络的增强型协调功能为例,图1示意的即是在IEEE 802.11e规范下同一站台中的不同流量类别彼此竞争网络媒体存取权的情形;图1的横轴为时间。如图1所示,在一站台A将其信息以帧形式发出至(无线)媒体前,可依据应用需求而将其帧区分为四个流量类别TC1至TC4(在IEEE 802.11e中分别称为VO、VI、BE、BK)。如前面讨论过的,为了协调各流量类别的媒体存取权,各个流量类别是以对应的随机退让时段倒数来竞争媒体存取权。对第i个流量类别流量TCi(i=1~4)而言,其退让时段的时间长短就等于一仲裁时段AIFSi与一竞争时段CWi的和。其中,仲裁时段AIFSi为一定值常数,不同流量类别所对应的仲裁时段长短也不相同;在图1中,流量类别TC1对应的仲裁时段AIFS1最短,其次是流量类别TC2、TC3所对应的仲裁时段AIFS2、AIFS3,最长的是流量类别TC4所对应的仲裁时段AIFS4。另外,各个流量类别TCi所对应的竞争时段CWi则是一随机数值,是由一定的竞争时段范围中以均匀分布(uniformdistribution)方式随机选出的。而不同流量类别所对应的竞争时段范围也是相异的;仲裁时段较短的流量类别也会有较短的竞争时段范围。换句话说,流量类别TC1所对应的仲裁时段AIFS1以及竞争时段范围都是最短的,其竞争时段与退让时段的期望值也是最短的。事实上,各个流量类别所对应的竞争时段长短为一随机整数乘以一时隙T_slot的时间长短,该随机整数是由各个流量类别所分别对应的竞争时段参数范围中随机选出的,而流量类别TC1对应的竞争时段参数范围是最小的。
如图1所示,假设在时点ta之前,媒体已被网络中某站台使用来传播帧,一直到时点ta,媒体才开始闲置。在时点ta,当媒体开始闲置时,假设站台A的各个流量类别都有帧想要传输至媒体上,故这四个流量类别就会各自设定其随机退让时段,也就是仲裁时段与竞争时段的和AIFSi+CWi(ta)(i=1~4,其中CWi额外标示时点ta,表示CWi(ta)为时点ta时所决定的竞争时段)。而各个流量类别也就由时点ta开始,由各自对应的退让时段分别开始倒数。由于流量类别TC1在时点ta时设定的退让时段最短,故流量类别TC1率先在时点ta1倒数完其所对应的退让时段(即AIFS1+CW1(ta)),且媒体还是闲置的。此时,在时点ta1,流量类别TC1就争取到了媒体的存取权,而站台A就能将属于流量类别TC1的一个帧发射至网络,以此帧来联系网络、存取网络资源,譬如说是将流量类别TC1的一个帧经由媒体发射至另一个站台,并等待看看是否有收悉的正面应答(positive acknowledge)。既然流量类别TC1已在时点ta1赢得媒体存取权,其它流量类别TC2至TC4就会在时点ta1停止倒数,暂时放弃媒体存取权,等到媒体再度闲置时才会重新开始争取媒体存取权。
到了时点tb,流量类别TC1的帧完成传输,站台A可检测到媒体再度开始闲置。在时点tb,各个流量类别就会重设其对应的退让时段,再度开始竞争媒体存取权。在重设时,帧已发出的流量类别会重新随机产生出新的竞争时段;像是流量类别TC1已经在时点tb前发出其帧,流量类别TC1就会重新随机产生出一个竞争时段CW1(tb),并以仲裁时段、竞争时段的和AIFS1+CW1(tb)做为时点tb时的退让时段。事实上,在重新随机产生竞争时段时,还要根据先前帧的传收情形来调整竞争时段范围。举例来说,若流量类别TC1在时点ta1至tb间发出的帧未能收到其它站台的收悉响应,代表媒体不稳定,当在时点tb要重新随机产生新的竞争时段时,流量类别TC1就会加大竞争时段范围,从较大的竞争时段范围内随机选出一个竞争时段。反的,若时点ta1至tb发出的帧收到了其它站台的收悉响应,流量类别TC1在随机重设竞争时段时就不必加大竞争时段范围了。
另一方面,对于先前帧未能发出的流量类别来说,在重设退让时段时,若先前退让时段的倒数已倒数至竞争时段,就会以竞争时段未倒数的部分继续当作竞争时段重设后的内容。像在图1的例子中,流量类别TC2在时点ta开始倒数而在时点ta1停止倒数时,已经倒数至竞争时段CW2(ta)的一部份,剩下有时段R2(ta)的部分未倒数。故在时点tb,流量类别TC2就会以先前未倒数的时段R2(ta)做为时点tb时重设的竞争时段CW2(tb);而流量类别TC2在时点tb重设的退让时段长短就等于AIFS2+CW2(tb)。另外,对于先前帧未能发出而中止倒数于仲裁时段的流量类别来说,在重设退让时段时,就会沿用先前的竞争时段来当作重设后的竞争时段。像在图1的例子中,当流量类别TC3、TC4在时点ta1中止倒数时都倒数至对应的仲裁时段,故流量类别TC3、TC4会分别沿用时点ta的竞争时段CW3(ta)、CW3(ta)来当作时点tb时重设的竞争时段CW3(tb)及CW4(tb)。
在时点tb重设各自对应的退让时段后,各个流量类别又会开始倒数,争取媒体存取权。在图1的例子中,流量类别TC2在时点tb重设后的退让时段是最短的,故其率先于时点tb1倒数结束,且媒体还是闲置的。此时,流量类别TC2就赢得媒体存取权,而站台A就会将流量类别TC2的一个帧发射至媒体,以流量类别2的帧来连接网络。在时点tb,其它流量类别TC1、TC3、TC4就会停止倒数,静待媒体再度闲置。
到了时点tc,各个流量类别又再度重设其退让时段,像是流量类别TC2会重新随机设定其竞争时段CW2(tc),流量类别TC1、TC3分别使用先前未倒数完成的部分R1(tb)、R3(tb)来做为竞争时段CW1(tc)、CW3(tc)等等。而各流量类别也在时点tc由各自的退让时段开始倒数以争取媒体存取权。在图1的例子中,假设流量类别TC2在时点tc重设后的退让时段最短,率先于时点tc1倒数终结,但流量类别TC2在时点tc1并没有帧要传送。此时,其它流量类别会继续倒数,继续争取媒体存取权。到了时点tc2,仍有帧待传的流量类别TC1倒数结束,且媒体还是闲置的,故流量类别TC1取得媒体存取权,而站台A就可在时点tc2将流量类别TC1的帧经由媒体传输至网络。
由以上对增强型协调功能的运作描述可知,退让时段期望值较短(有较短的仲裁时段与较短的竞争时段期望值)的流量类别比较容易争取到媒体存取权,而能较频繁地存取媒体,故适合用来携载较具有时效性的网络信息,像是实时影音讯号。相对地,其它流量类别就比较难争取到媒体存取权(但不是不可能),适合用来携载较不具时效性的网络信息。另外,如前面提到过的,同一站台中的各流量类别不仅要互相竞争媒体存取权,还要和网络上其它站台竞争,毕竟网络上的各个站台的各个流量类别都是共享同一媒体的。以图1为例,假设在时点tb与tb1中间的某一个时点有另一站台开始传输帧而占用媒体,那么站台A中的各个流量类别TC1至TC4都必需停止倒数,静待媒体闲置后才能重设退让时段而再度竞争媒体存取权。
图1举例说明了增强型协调功能中一站台内各流量类别竞争媒体存取权的情形。如前面提到过的,既然增强型协调功能的站台中有多个流量类别在竞争媒体存取权,等效上就好像在同一站台中有多个基本协调功能的虚拟站台在竞争媒体存取权。而以下就将介绍本发明要如何以较为精简的电路配置来具体实现此增强型协调功能。请参考图2;图2为本发明技术实现于一站台10的功能方块示意图。站台10为一网络系统的网络成员,其可为一计算机系统,其包括有一中央处理器12、一桥接器14、作为系统存储器的存储器16(像是动态随机存取存储器)以及一网络接口电路18。中央处理器12用来主控站台10的运作,负责执行程序、运算数据。存储器16则用来提供系统存储空间,以暂存中央处理器12运作时的相关程序、数据与数据。网络接口电路18则可连接网络的媒体,实际地将信息以帧的形式发射至网络媒体,让站台10能够连结网络、存取网络资源。而桥接器14可以是北桥/南桥或芯片组,用来协调中央处理器12、网络接口电路18以及存储器16间的信息交换。
在网络接口电路18中,则另设有一媒体存取控制(MAC,Medium AccessControl)电路20及一收发电路22。媒体存取控制电路20用来管理站台10对网络媒体的存取,收发电路22则可包括能在媒体上收发信息/帧的硬件电路。举例来说,若站台10为IEEE 802.11/IEEE 802.11e的下无线网络的一个网络成员,则媒体存取控制电路20管理的媒体就是无线媒体,也就是无线电波可传播的大气或空间。媒体存取控制电路20可判断站台10是否能存取无线网络,并可利用适当的程序、具有特定格式的帧与其它网络成员(站台或基站,access point)取得联系,以存取网络资源。而收发电路22则可实现实体层(PHY,physical layer)的功能,其可将媒体存取控制电路20所传来的帧以基频、射频电路进行调制、编码与处理,并实际发射至媒体;也能将媒体上传播的帧接收并回传至媒体存取控制电路20。结合图1的例子,假设站台10可支持四种流量类别的增强型协调功能,站台10中网络接口电路18所对应的驱动程序就会包含有四个流量类别TC1至TC4的软件程序(图2中标记为TC1软件至TC4软件);当中央处理器12依应用的需求而要以某一流量类别的帧联系网络时,就可执行该流量类型所对应的软件程序,在存储器16中准备好该流量类别的帧,像是图2中标示为TC1帧至TC4帧的这些帧。
为了实现本发明的技术精神,本发明的媒体存取控制电路20中设有一多任务模块24、一内部存取模块26、一暂存模块28、一前置处理电路30、一预测模块32、一主控模块(MAC controller)34及一缓存器控制模块36。其中,主控模块34用来主控媒体存取控制电路20的运作,像是管理各个流量类别间的退让时段设定与媒体存取权竞争等等。内部存取模块26则可经由多任务模块24、桥接器14而存取存储器16,每次可对一个流量类别的一个帧进行内部存取,以将该帧由存储器16中读取至网络接口电路18;举例来说,若网络接口电路18是以周边通讯互连(PCI,PeripheralCommunication Interconnection)的总线连接于桥接器14的,则内部存取模块26可以是此总线规格下的存储器直接存取(DMA,Direct Memory Access)电路,以经由桥接器14而直接存取存储器16。而多任务模块24即用来切换控制内部存取模块26所存取的是哪一个流量类别的帧。另外,暂存模块28则用来暂存内部存取模块26所存取到的帧,其可用一先进先出(FIFO,First-In-First-Out)缓存器来实现。前置处理电路30则可对暂存模块28中暂存的帧进行发射前的前置处理,像是加密处理。而缓存器控制模块36则能控制暂存模块28的运作,像是在前置处理电路30对帧完成前置处理后将帧推出至收发电路22,使该帧可被发射至网络的媒体上。要实现本发明,媒体存取控制电路20还另设有预测模块32,此预测模块32可根据主控模块34对各流量类别的退让时段设定来估算各个流量类别的优先权,也就是哪一个流量类别可能优先取得媒体存取权。而预测模块32就能根据优先权的排序结果来管理内部存取模块26的运作,使网络接口电路18的内部存取机制(由系统存储器16取得帧)与网络媒体存取机制(将帧发射至媒体)能相互协调,进而以精简的电路设计来实现增强型协调功能。
在本发明中,媒体存取控制电路20的运作情形可描述如下。如前面提到过的,在增强型协调功能运作时,各个流量类别可在媒体开始闲置时设定对应的退让时段,并开始倒数以竞争媒体存取权。而当媒体开始闲置、各个流量类别对应的退让时段已经被设定好时,本发明的预测模块32就会根据各个流量类别是否有帧待传输(发射)以及各个流量类别的退让时段来决定各个流量类别存取媒体的优先权;有待传帧且退让时段较短的流量类别,就会具有较高的优先权。判定各个流量类别存取媒体的优先权之后,预测模块32就会通过对多任务模块24的控制而使内部存取模块26能优先存取属于最高优先权的帧。当内部存取模块26由存储器16将此一最高优先权帧读出并暂存至暂存模块28后,前置处理电路30就能对该帧进行必要的发射前处理(像是加密)。在内部存取模块26、暂存模块28、前置处理电路30运作的同时,各个流量类别的退让时段倒数也持续着。等到最高优先权的流量类别完成对应的退让时段倒数而取得媒体存取权时,其帧应该也已经被暂存于暂存模块28并已完成前置处理。接下来缓存器控制模块36就能将此帧推出至收发电路22,让此帧能被发射至媒体。
为进一步说明本发明媒体存取控制电路20的运作情形,请参考图3(及图2)。延续图1中的例子,图3示意的就是本发明媒体存取控制电路20在实现增强型协调功能时的运作情形;图3的横轴为时间。如同图1的例子,假设媒体在时点ta开始闲置,且站台10(图2)的各个流量类别都有帧要传输;配合各个流量类别对应的软件程序,各个流量类别的帧也已经在存储器16中准备好了。到了时点ta,主控模块34就会为各个流量类别TC1至TC4设定其对应的退让时段,而预测模块32就会依据各个流量类别的退让时段来决定各个流量类别的优先权排序。在图3的例子中,当在时点ta时,流量类别TC1的退让时段(AIFS1+CW1(ta))最短,故其拥有最高优先权(图3中将其优先权标示为1表示其优先权排序为第1位),而流量类别TC4的退让时段(AIFS4+CW4(ta))最长,故其优先权最低(在四个流量类别中排名第4)。预测模块32发现时点ta时流量类别TC1具有最高优先权,就可通过多任务模块24而使内部存取模块26开始由存储器16中将流量类别TC1的帧读入至暂存模块28中;在将此帧读入至暂存模块28后,前置处理电路30也就能开始对此帧进行前置处理。当预测模块32、内部存取模块26与前置处理模块30在时点ta后陆续开始运作的同时,各个流量类别的退让时段倒数也持续着。而本发明的预测模块32也会随倒数的持续进行而定时更新对各个流量类别的优先权排序,像是每隔一固定的更新周期就根据倒数中递减的退让时段(以及是否有帧待传)来更新优先权排序。在本发明的较佳实施例中,预测模块32的更新周期可以等于竞争时段中的时隙T_slot。
到了时点ta1,流量类别TC1的退让时段率先倒数结束,流量类别TC1取得媒体存取权;而由于内部存取机制的优先权配合,流量类别TC1的帧也已经暂存于暂存模块28并已完成前置处理。故在时点ta1,缓存器控制模块38就能将暂存模块28中属于流量类别TC1的帧推出至收发电路22,由收发电路22将其发出至媒体上,实现流量类别TC1的网络连接。当流量类别TC1的帧在时点tb结束网络连接时,主控电路34检测到媒体开始闲置,就会为各个流量类别重设退让时段(重设的原则已在图1的相关讨论中描述,故此不再赘述)。在图3的例子中,当在时点tb时,流量类别TC1至TC4皆有帧待传(假设流量类别TC1有第二个待传的帧,流量类别TC2至TC4则因时点ta的帧未取得媒体存取权也都还在等待媒体存取的机会),且时点tb时退让时段重设的结果是使流量类别TC2具有最短的退让时段(AIFS2+CW2(tb)),故预测模块32就会依据退让时段重设的结果将优先权重新排序,使流量类别TC2具有最高的优先权。在时点tb后,各流量类别开始倒数各自对应的退让时段,内部存取模块26也就会依据时点tb的优先权排序而预先将帧TC2由存储器16中读入至暂存模块28,让前置处理模块30可对此帧进行前置处理。倒数进行期间,优先权排序也随的更新。到了时点tb1,流量类别TC2倒数结束取得媒体存取权,而流量类别TC2的帧也已经被暂存于暂存模块28(并完成前置处理),故缓存器控制模块36就能将此帧由暂存模块28中推出,经由收发电路22发射至媒体。
在时点tc,媒体再度闲置,各流量类别的退让时段也再次重设。在图3的例子中,时点tc3的退让时段重设结果是使流量类别TC2拥有最短的退让时段,但时点tc3时流量类别TC2并无帧待传,故预测模块32就会将优先权优先排序给退让时段次短但有帧待传的流量类别TC1,并使内部存取模块26优先存取流量类别TC1的帧。在退让时段倒数期间,预测模块32会持续地监视流量类别TC2有没有待传的帧;若流量类别TC2一直都没有新的帧待传,则最高优先权还是属于流量类别TC1。到了时点tc1,若流量类别仍然没有帧待传,则其它流量类别会继续倒数。到了时点tc2,流量类别TC1倒数结束取得媒体存取权,而内部存取机制也已配合好将流量类别TC1的帧读入至暂存模块28,故缓存器控制模块36就能将此帧推出至收发电路22,将其发射至媒体。
在图2的实施例中,若预测模块32在退让时段倒数期间更新优先权排序时发现优先权排序有所改变,就可进一步通知内部存取模块26,使内部存取模块26改变内部存取的目标。关于此情形,请参考图4(并一并参考图2);图4示意的即是优先权排序改变时本发明媒体存取控制电路20的运作情形;图4的横轴为时间。在图4的例子中,假设在时点te时媒体开始闲置,各个流量类别的退让时段排序是以流量类别TC1具有最短的退让时段,但若时点te时流量类别TC1并没有帧待传,只有其它三个流量类别有帧待传,此时预测模块32(图2)就会将优先权排序给其它三个流量类别,使退让时段次短的流量类别TC3具有最高的优先权;而内部存取模块26就会在时点te时依据此优先权排序结果进行内部存取,以从存储器16中取得流量类别TC3的帧。随着各流量类别从时点te开始倒数,预测模块32也会依据倒数的情形来更新优先权排序。到了时点te1,假设流量类别TC1在存储器16中有了新的帧待传,此时预测模块32就会改变优先权排序,使流量类别TC1重新具有最高的优先权,并使内部存取模块26重新进行内部存取,以将流量类别TC1的帧由存储器16读入至暂存模块28,并进行前置处理。若暂存模块28是以先进先出缓存器来实现的,且在时点te与te1之间已暂存了内部存取模块26所取得的TC3帧,则暂存模块28可将此TC3的帧清除。到了时点te2,流量类别TC1的退让时段倒数结束并取得媒体存取权,缓存器控制模块36就能将暂存模块28中属于流量类别TC1的帧推出至收发电路22,以将此帧发射至媒体。另一方面,在时点te1被清除的TC3帧会等流量类别TC3再度具有最高优先权时才会再度被暂存至暂存模块28。由上述讨论也可了解,在本发明中,暂存模块28只要以一个可暂存两帧的先进先出缓存器就可实现。
由图2至图4的相关描述可知,本发明媒体存取控制电路20是以预测电路的优先权排序结果来使网络接口电路中的内部存取机制与媒体存取机制协调运作,使得要发出至媒体的帧也会优先由系统存储器中取得。若缺乏此协调机制,内部存取机制就无从得知哪一个帧会先被发射至媒体,而网络接口电路中势必要有四套独立运作的内部存取模块(及暂存模块、前置处理电路、缓存器控制模块)来同时取得各个流量类别的帧,才能支持增进型协调功能下的四种流量类别。相较之下,本发明的协调机制就能顺利地精简网络接口电路/媒体存取控制电路中的电路结构,仅需一组内部存取模块-暂存模块-缓存器控制模块与前置处理电路,就能支持四种(或更多种)流量类别的增强型协调功能。
请参考图5。图5为本发明网络接口电路/媒体存取控制电路另一实施例于站台10中的功能方块示意图。结合站台10中的中央处理器12、桥接器14、作为系统存储器的存储器16,图5中的网络接口电路38同样设有一媒体存取控制电路40及实现实体层功能的收发电路42。为了实现本发明的技术,媒体存取控制电路40中设有多任务模块45A至45C、内部存取模块46、暂存模块48、对帧进行前置处理的前置处理电路50、预测模块52、主控模块54以及缓存器控制模块56。主控模块54用来主控媒体存取控制电路40的功能,像是为各个流量类别设定退让时段,管理/裁决媒体存取权的竞争。内部存取模块46可经由桥接器14存取存储器16,同一时间内可处理一个帧的内部存取事宜。在图5的实施例中,配合媒体存取控制电路40所要支持的四种流量类别,暂存模块48中也设有四个缓存器481至484,各个缓存器对应于一种流量类别(像是缓存器481对应于流量类别TC1、缓存器482对应于流量类别TC2,以此类推);每一缓存器用来暂存对应流量类别的帧。缓存器控制模块56用来控制各个缓存器481至484的运作,像是将某一缓存器中的帧推出至收发电路42;前置处理电路50则可对各缓存器中暂存的帧进行前置处理,像是加密处理。
类似于图2的实施例,图5中的预测模块52亦可根据主控模块54的退让时段倒数而排序出各个流量类别的优先权,以协调媒体存取控制电路40中的内部存取机制与媒体存取机制。媒体存取控制电路40运作的情形可描述如下。当媒体开始闲置,各流量类别分别开始设定退让时段,预测模块54也会根据各流量类别的退让时段(以及是否有帧待传)来排序出各个流量类别的优先权;找出优先权最高的流量类别后,预测模块54就可通过多任务模块45A、45B的运作,使内部存取模块46开始向存储器16存取该流量类别的帧,并将该帧暂存至该流量类型对应的缓存器(并进行前置处理)。与图2实施例不同的是,在将最高优先权的帧(也就是属于最高优先权流量类别的帧)读入至对应的缓存器后,图5中的内部存取模块46会在退让时段倒数持续期间继续由存储器16中存取优先权次之的帧,对优先权排序为第二、第三、第四的流量类别依序存取其帧,并暂存至对应的缓存器。随着退让时段倒数停止、得到媒体存取权的流量类别/站台开始使用媒体…,等媒体再度闲置后,各个流量类别重新设定其退让时段,预测模块52就会再度排序各个流量类别的优先权,并按照优先权顺序及各个缓存器是否已暂存有帧来调整内部存取模块46、前置处理电路50的运作。由于内部存取模块46会持续向存储器16存取各个流量类别的帧,在优先权改变后,属于最高优先权流量类别的帧可能已在先前就被读入至其对应的缓存器,此时内部存取模块46就不必再由存储器16中存取属于最高优先权流量类别的帧,可直接由前置处理电路对该流量类别的帧进行前置处理。
为进一步说明本发明于图5中实施例的运作情形,请参考图6(并一并参考图5)。沿用图1中的例子,图6示意的即为媒体存取控制电路40实现增强型协调功能的运作情形;图6的横轴为时间。在时点ta,媒体开始闲置,各个流量类别TC1至TC4开始设定其对应的退让时段(也就是AIFSi+CWi(ta)),且各个流量类别TC1至TC4均有帧待传。依据这些情形,预测模块52(图5)排序出各个流量类别的优先权,优先权由高至低分别是流量类别TC1、TC2、TC3及TC4。假设在时点ta时各个流量类别对应的缓存器481至484均未暂存有任何帧,当时点ta各流量类别开始倒数其退让时段后,预测模块52就可根据上述的优先权排序结果,使内部存取模块46开始先将流量类别TC1的帧由存储器16中读入至缓存器481,再依序将流量类别TC2、TC3等等的帧分别读入至缓存器482、483等等。只要时间允许,内部存取模块46可不断地依照各个流量类别的优先权排序而依序读取各个流量类别的帧,直到各个流量类别的缓存器均已暂存有至少一个帧;事实上,在本发明的较佳实施例中,各个缓存器只要可以暂存一个帧即可。当内部存取模块46顺利由存储器16中将流量类别TC1的帧加载至缓存器481之后,内部存取模块46可继续存取其它流量类别的帧,同时前置处理电路50就可对缓存器481中的帧进行前置处理。在退让时段倒数期间,预测模块52仍会依据递减的退让时段以及各流量类别是否有帧待传而定时更新优先权排序。
到了时点ta1,流量类别TC1率先结束退让时段倒数并取得媒体存取权,缓存器控制模块56就可通过多任务模块45C的切换而将缓存器481中的帧推出至收发电路42,由收发电路42将其发射至媒体上。到了时点tb,媒体再度闲置,各个流量类别重新设定其退让时段,预测模块52也重新进行排序。在时点tb,优先权重新排序的顺序是流量类别TC2、TC3、TC1、TC4。此时,当然要优先由内部存取机制取得流量类别TC2的帧。不过,由于内部存取模块46在时点ta后就持续地依序存取各个流量类别的帧;若内部存取模块46的运作效率较高,在时点tb时,内部存取模块46应已将流量类别TC2、TC3及TC4的帧分别暂存至缓存器482、483及484。因此,在时点tb,流量类别TC2待传的帧已经经由内部存取而暂存于缓存器482,而前置处理电路50就可直接对缓存器482中的帧进行前置处理。另一方面,在时点tb,缓存器481中的帧已在时点ta1被发射出去,故缓存器481在时点tb时可视为空着的缓存器,若流量类别TC1尚有帧待传,内部存取模块46还可对流量类别TC1的次一个帧进行内部存取,将其由存储器16中读入至缓存器481。换句话说,在时点tb,优先权排序是流量类别TC2、TC3、TC1及TC4,但若流量类别TC2、TC3、TC4的待传帧均已在时点tb前被内部存取至对应的缓存器,内部存取模块46只要为空着的缓存器(此时为流量类别TC1所对应的缓存器481)进行内部存取即可(若空着的缓存器所对应的流量类别尚有帧待传)。
相对于上述的情形,若内部存取模块46在时点ta至tb之间的运作较慢,只来得及依照时点ta的优先权排序而将流量类别TC1、TC2的帧读入至缓存器481、482,还来不及将流量类别TC3、TC4的帧读入至缓存器483、484。那么,到了时点tb时,缓存器481、483、484就都还未暂存帧(缓存器481中原有的帧在时点ta1被发出),而内部存取模块46就会依照时点tb的优先权排序,尝试在时点tb后继续将流量类别TC3、TC1及TC4的帧依序读入至缓存器481、483及484。当然,在时点tb,当内部存取模块46处理上述内部存取的同时,前置处理电路50还是可以直接对流量类别TC2的帧进行前置处理,为流量类别TC2(时点tb时最高优先权的流量类别)做好发射前的准备。
换句话说,当优先权排序改变时(包括媒体开始闲置后的重设,以及图4中的情况),内部存取模块46可以根据各流量类别的缓存器是否已暂存有帧来判断后续所应进行的内部存取。当优先权排序改变后,若尚未暂存帧的缓存器有多个,内部存取模块46就可依照这些缓存器对应的流量类别排序来决定要先为哪一个流量类别的缓存器进行帧的内部存取。像在图6中,在时点t c时,内部存取模块46甚至有可能不需进行任何内部存取,因为优先权排序在前三名的流量类别TC1、TC3、TC4,其帧可能已在时点tb至tc之前被暂存至对应的缓存器(流量类别TC2无帧待传)。若内部存取模块46运作较慢,只能在时点tb至tc间为流量类别TC3、TC1进行内部存取,还来不及存取流量类别TC4的帧,内部存取模块46就能在时点tc开始对流量类别TC4的帧进行内部存取;同时间,前置处理电路50则可依照时点tc时的优先权排序而优先对缓存器481中属于流量类别TC1的帧进行前置处理。
在本发明中,不论是图2或图5中的实施例,基本上其内部存取机制都还是依据退让时段的优先权排序来为各流量类别的帧安排内部存取,使得优先取得媒体存取权的流量类别,其帧也会预先被内部存取机制/前置处理电路准备好。只不过,图2实施例的内部存取机制在取得优先权最高的帧后就可暂停运作,图5实施例的内部存取机制会持续地依照优先权排序而依序存取各个流量类别的帧。也因此,图2实施例较适用于内部存取机制运作快速的计算机系统中;对于内部存取机制运作较慢的计算机系统,则可采用图5中的实施例。
延续图5中的实施例,请参考图7(并一并参考图5)。图5中的媒体存取控制电路40也可用图7中的媒体存取控制电路60来实施;图7中示意的即为本发明另一实施例于站台10中的功能方块图。在图7中,网络接口电路58配合中央处理器12、桥接器14、存储器16共同运作。除了媒体存取控制电路60之外,网络接口电路58中亦设有收发电路62以实现网络连接的实体层功能。为了实现本发明的技术,媒体存取控制电路60设有一多任务模块64、一内部存取模块66、一暂存模块68、一前置处理电路70以及一预测模块72、一主控模块74与一缓存器控制模块76。其中,多任务模块64、内部存取模块66、前置处理电路70、预测模块72及主控模块74的运作模式与功能分别相当于图5中的多任务模块45A、内部存取模块46、前置处理电路50、预测模块52及主控模块54。图7中的暂存模块68则可用一个随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),像是静态随机存取存储器,来加以实现。暂存模块68中可配置出四个存储空间681至684,各个存储空间对应于一个流量类别,以暂存该流量类别的帧。这样一来,就能以图7中的暂存模块68来实现图5中的暂存模块48,以暂存模块68中的各个存储空间681至684来实现暂存模块48中对应各个流量类别的缓存器481至484。而图7中的缓存器控制模块76可以是一随机存取存储器的控制模块,可视需求而将存储空间681至684中的帧推出至收发电路62,进而发出至网络的媒体上。
换句话说,图7中的媒体存取控制电路60和图5中的媒体存取控制电路40具有相同的运作模式,同样是依据各流量类别的优先权排序来决定内部存取机制要由存储器16中依序存取哪些流量类的帧,使内部存取机制存取到的帧可依据其所属的流量类别而暂存至对应的缓存器/存储空间。此外,前置处理电路70也可根据流量类别的优先权排序来决定要先对哪一个缓存器/存储空间中的帧进行前置处理。如同在图5的相关描述中所曾提到的,在较佳实施例中,图5中的各个缓存器481至484只要是能暂存一个帧的缓存器即可。同理,图7中的各个存储空间681至684的存储空间也只要能暂存一个帧,即可顺利地实现本发明的技术。
另外,如图7所示,暂存模块68中还另外配置了一个存储空间685,此存储空间685可视为一额外的临时(temporary)缓存器,用来支持连续模式(burst mode)帧传输。举例来说,若某一流量类别要连续传输两个帧时,一个帧可暂存于该流量类别对应的缓存器/存储空间,另一个帧就可暂存至此缓存器/存储空间685。在本发明的较佳实施例中,存储空间685也只要能暂存一个帧即可顺利地支持连续模式帧传输。同样地,在图5的暂存模块48中,也可另外设置一个临时缓存器,以支持连续模式帧传输。
事实上,比对图2及图7可知,本发明于图2中的媒体存取控制电路20也可用图7中的媒体存取控制电路60来实现。如图2的相关描述中所提及的,在本发明的较佳实施例中,暂存模块28可以是一个可暂存两个帧的缓存器。而图7中以随机存储器实现的暂存模块68当然也可实现为图2中所需的暂存模块28。这也表示本发明于图2与图5中的实施例可整合于同一硬件架构下;改变内部存取机制与暂存模块的运作方式,就可选择性地实现出图2或图5中的实施例。
请继续参考图8。图8示意的是本发明网络接口电路/媒体存取电路于站台10中的另一实施例。在图8的网络接口电路78中设有媒体存取电路80及收发电路82;为实现本发明的技术,媒体存取电路80中设有四个内部存取模块86A至86D、一多任务模块84、一暂存模块88、一前置处理电路90、一预测模块92、一主控模块94及一缓存器控制模块96。基本上,图8中的实施例可用来实现本发明于图2、图5及图7中的实施例,只不过,在图8的实施例中,是以四个内部存取模块86A至86D来实现内部存取机制,各个存取模块86A至86D分别用来对流量类别TC1至TC4的帧进行内部存取。图8中其余的功能方块,如暂存模块、前置处理电路、预测模块、主控模块及缓存器控制模块等等,其功能与运作模式可以沿用图2、图5或图7中同名功能方块的功能与运作模式,使图8中的媒体存取控制电路可实现出图2、图5或图7的媒体存取控制电路。
另外,如前面讨论过的,在图2、5、7与8中的内部存取模块,可以是以周边通讯互连(PCI,Peripheral Communication Interconnection)总线规格下的存储器直接存取(DMA,Direct Memory Access)电路,以便向桥接器14主动地(actively)发出总线主控(bus master)要求,并进行存储器直接存取而实现帧的内部存取。除此的外,内部存取模块也可以是被动的内部存取电路,像是在通用串连总线(USB,Universal Serial Bus)下的内部存取电路。在某些总线规格下,总线主控机制会依序轮询(poll)各个内部存取电路是否有数据存取得要求,而内部存取电路是被动地在被轮询到时才会进行内部存取。不过,本发明的技术可广泛地架构于上述两种主动与被动的内部存取机制。
综合以上各实施例,本发明的实施情形可用图9中的流程100来总结。当一站台10(可参考图2、5、7及8)要将不同流量类别的帧传输至媒体(像是无线媒体)时,就可进行本发明的流程100。流程100中有下列步骤:
步骤102:当站台10有帧待传时,可开始进行流程100。如前所述,为了要支持服务品质,各个帧会被划分为不同的流量类别。
步骤104:为不同流量类别的帧设定退让时段。
步骤106:进行优先权预测,也就是根据各帧的退让时段长短来决定各个帧的优先权。退让时段较短的帧具有较高的优先权。
步骤108:依据优先权预测的结果来进行站台内的内部存取,将优先权较高的帧优先存取至网络接口电路中。如前面于图2、5、7、8所讨论的,本发明可利用数种不同的电路配置来实现本步骤。若有需要,也可在此步骤中对存取到的帧进行前置处理(像是加密等等)。
步骤110:在进行步骤106、108的同时,持续检测媒体是否闲置。若媒体闲置,就可进行至步骤112。
步骤112:依据各个待传输帧对应退让时段,开始为各个待传输的帧进行退让时段的倒数。
步骤114:若某一帧的退让时段能顺利倒数完毕(也就是媒体在倒数期间持续闲置),就能进行至步骤116;对各个帧来说,若退让时段的倒数还未结束媒体就被占用,则要回到步骤104。
步骤116:发出帧。根据优先权预测的结果,可被发出的帧应该已经于步骤108中被存入至网络接口电路,故该帧可被推出至媒体而发射至网络。
总的来说,本发明在支持服务品质(QoS)下具有增强型协调功能的网络时,是根据各个流量类别的媒体存取顺序来排序各个流量类别的优先权,并在各个流量类别的帧要实际发射至网络媒体前,预先依据优先权排序来进行各个待传帧的内部存取。这样,就能协调内部存取机制及媒体存取机制的运作顺序。若缺乏此种协调机制,内部存取机制就无从得知哪一个流量类别的帧会被优先发出,而每一个流量类别势必要拥有一套独立的内部存取机制(包括内部存取模块、暂存模块、前置处理电路、缓存器控制模块等等),才能在该流量类别取得媒体存取权时及时准备好要发射的帧。相较之下,本发明就能协调内部存取机制与媒体存取机制的运作,在各个流量类别开始争取媒体存取权时适当地预估各个流量类别对媒体存取的优先权顺序;这样一来,即使仅设有一组内部存取机制,也能及时地为赢得媒体存取权的流量类别准备好其待传的帧。也因此,在不影响增强型协调功能的情形下,本发明能精简媒体存取电路/网络接口电路的电路结构,减少网络接口电路的成本、布局面积与功率消耗,使网络建设能更为普及。本发明的技术可广泛运用于各种支持服务品质的网络/总线,像是IEEE 802.11/IEEE 802.11e所制订的无线网络。而本发明网络接口电路/媒体存取电路中的各个功能方块、模块与电路皆可用硬件或韧体的功能来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (14)
1.一种实现媒体存取控制的方法,以使一站台可通过该媒体存取该网络;该站台中设有一暂存模块,而该方法包含有:
设定多种流量类别;
在该站台将信息以帧形式传输至该媒体前,使各个帧对应于该多种流量类别之一;
判断该媒体是否闲置而可传输帧;
当该媒体开始闲置时,使不同的流量类别分别对应于一相异的退让时段,并进行一优先权预测,以比较各个流量类别所对应的退让时段,再根据退让时段长短来判断各流量类别所对应的优先权;
若该站台中有多个分别属于不同流量类别的帧要传输至该媒体,则根据该优先权预测所产生的优先权,使所述帧中属于高优先权流量类别的帧会先被暂存至该暂存模块中;以及
在进行优先权预测时,根据该暂存模块中各流量类别的帧所对应的退让时段开始计时,若该媒体持续闲置的时间已达到该暂存模块中某一帧所对应的退让时段,则将该帧由该暂存模块发射至该媒体上。
2.如权利要求1所述的方法,其还包含有:
在进行优先权预测后而在该暂存模块中的帧均未发射至该媒体前,若该站台中有另一给定帧要传输至媒体,且该给定帧所属的流量类别比该暂存模块中各帧的流量类别具有更高的优先权,则将该暂存模块中的帧清除,以将该给定帧暂存于该暂存模块中。
3.如权利要求1所述的方法,其还包含有:
在进行优先权预测后而在该暂存模块中的帧均未发射至该媒体前,继续依优先权的顺序而将各个属于较低优先权流量类别的帧依序暂存至该缓存器。
4.如权利要求1所述的方法,其中,当使不同的流量类别对应于相异的退让时段时,进行下列步骤:
使不同流量类别对应于长短相异的仲裁时段;
使不同流量类别对应于长短相异的竞争时段范围;
对每一流量类别进行一随机数选取,以在该流量类别所对应的竞争时段范围中随机地选出一个时间作为该流量类别所对应的竞争时段;以及
使各流量类别所对应的退让时段等于该流量类别所对应的仲裁时段与竞争时段的和。
5.如权利要求1所述的方法,其还包含有:
设定一更新周期;
在进行优先权预测后,若该媒体持续闲置,则在持续闲置的时间内每隔一更新周期更新各个流量类别所对应的优先权;若该暂存模块中已有一帧被发射至该媒体,则重新设定各个流量类别所对应的退让时段。
6.如权利要求5所述的方法,其中,当使不同的流量类别对应于相异的退让时段时,进行下列步骤:
设定一固定长短的时隙,使该时隙相当于该更新周期。;
使不同流量类别对应于长短相异的竞争时段参数范围;
对每一流量类别进行一随机数选取,以在该流量类别所对应的竞争时段参数范围中随机地选出一个整数,并以该整数乘以该时隙所得的时间作为该流量类别所对应的竞争时段;
使不同流量类别对应于长短相异的仲裁时段;
以及使各流量类别所对应的退让时段等于该流量类别所对应的仲裁时段与竞争时段的和。
7.如权利要求1所述的方法,其中该媒体为无线电可传播的空间;而在将该暂存模块中的帧发射至该媒体时,是将该帧以无线电的方式传输至该媒体上。
8.一种媒体存取控制电路,用来使一站台可将信息以帧的形式传输至该媒体而存取该网络;其中,不同的帧可分别属于多种流量类别之一;而该媒体存取控制电路中包含有:
一暂存模块;
一主控模块,用来控制该媒体存取控制电路的运作;该主控模块可判断该媒体是否闲置而可传输帧;
一预测模块;当该媒体开始闲置时,该主控模块可使不同的流量类别分别对应于一相异的退让时段,而该预测模块可进行一优先权预测,以比较各个流量类别所对应的退让时段,再根据退让时段长短来判断各流量类别所对应的优先权;
一内部存取模块;若该站台中有多个分别属于不同流量类别的帧要传输至该媒体,则该内部存取模块可根据该预测模块所产生的优先权,使所述帧中属于高优先权流量类别的帧会先被暂存至该暂存模块中;以及
一缓存器控制模块;若该媒体开始闲置后其持续闲置的时间已达到该暂存模块中某一帧所对应的退让时段,则该缓存器控制模块可使该帧由该暂存模块发射至该媒体上。
9.如权利要求8所述的媒体存取控制电路,其中,在进行优先权预测后而在该暂存模块中的帧均未发射至该媒体前,若预测模块得知该站台中有另一给定帧要传输至媒体,且该给定帧所属的流量类别比该暂存模块中各帧的流量类别具有更高的优先权,则该缓存器控制模块可使该暂存模块中的帧被清除,而该内部存取模块可将该给定帧暂存于该暂存模块中。
10.如权利要求8所述的媒体存取控制电路,其中,在进行优先权预测后而在该暂存模块中的帧均未发射至该媒体前,该内部存取模块会继续依优先权的顺序而将各个属于较低优先权流量类别的帧依序暂存至该缓存器。
11.如权利要求8所述的媒体存取控制电路,其中,该主控模块可使不同流量类别对应于长短相异的仲裁时段,并使不同流量类别对应于长短相异的竞争时段范围;当该主控模块使不同的流量类别对应于相异的退让时段时,该主控模块是对每一流量类别进行一随机数选取,以在该流量类别所对应的竞争时段范围中随机地选出一个时间作为该流量类别所对应的竞争时段,并使各流量类别所对应的退让时段等于该流量类别所对应的仲裁时段与竞争时段的和。
12.如权利要求8所述的媒体存取控制电路,其中该预测模块还可设定一更新周期;在进行优先权预测后,若该媒体持续闲置,则该预测模块可在持续闲置的时间内每隔一更新周期更新各个流量类别所对应的优先权。
13.如权利要求12所述的媒体存取控制电路,其中,在进行优先权预测后,若该暂存模块中已有一帧被发射至该媒体,则该主控模块会重新设定各个流量类别所对应的退让时段,而该预测模块依据重设后的退让时段重设各流量类别的优先权。
14.如权利要求12所述的媒体存取控制电路,其中,该主控模块可使不同流量类别对应于长短相异的仲裁时段,并使不同流量类别对应于长短相异的竞争时段参数范围;而当该主控模块使不同的流量类别对应于相异的退让时段时,该主控模块系对每一流量类别进行一随机数选取,以在该流量类别所对应的竞争时段参数范围中随机地选出一个整数,并以该整数乘以一预设长短的时隙来作为该流量类别所对应的竞争时段,并使各流量类别所对应的退让时段等于该流量类别所对应的仲裁时段与竞争时段的和;而在该预测模块中,该时隙相当于该更新周期。
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