TWM282431U - Packet scheduling in a wireless local area network - Google Patents

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TWM282431U TW094200438U TW94200438U TWM282431U TW M282431 U TWM282431 U TW M282431U TW 094200438 U TW094200438 U TW 094200438U TW 94200438 U TW94200438 U TW 94200438U TW M282431 U TWM282431 U TW M282431U
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Description

M282431 九、創作說明： 新型所屬之技術領域 本創作大體來說是相關於無線通訊系統。尤其是相關於 無線區域網路(WLANs)中數據流的封包排程。 先前技術 於-基於8G2· lie環境中，進階分散通道接人功能(edca) 將數據流分誠存取麵（AGs)以反映各個數雜所攜帶的 應用的優先順序。每數據流的不同的仲裁幀間間隔(AIFS)、 最小競爭視窗（GWmin)以及最大競爭視g(GWmax)參數是根 據它的存取類型（AC)來分配。所述仲裁幀間間隔(AIFS)是一 工作站(STA)於接收來自-存取點(AP)的—絲傳輸封包被 接收的一確認回覆後，所等待的一段時間。一個較高優先順 序存取類型（AC)比一個較低優先順序存取類型（AC)具有一 較短的仲裁賴間隔⑽S)，以致較高的數據流於存取信道 則具有一較短的等待時間。所述最小競爭視窗（CWmin)以及 最大競爭視窗（CWmax)的值定義一個競爭視窗的上下界限， 其是用於一退避程序中。所述進階分散通道接入功能(edca) 去幫助，確保較高優先順彳數據流，透過有利的設定仲裁幅 間間隔⑽S)、最小競爭視窗（cWmin)以及最大競爭視窗 (CWmax)，而具有得到存取所述信道的一較大機會。 M282431 於同 resolution function)操作各個存取類型(Ac)以解失 存取類型（AC)中，多路數據流符列中的競爭。 每當同-存取類型⑽中，有封包於兩個或是更多的數 據流件列巾’並且兩侧宁wf試在傳輸咖齡存取作、首 時’競爭分醉公式_發。·料分鱗公柄輪出 1 各個存取類型⑽的⑽辭優先，其是时存取所^ 信道的優先順序。 於第1圖中顯示延遲基礎的服務品質公式（Q〇s fimctioiOlOO的操# ’並且於進階分散冑道接入功能⑽ca) 操作的内容中說明它。所述進階分散通道接人魏⑽ca)支 援四個存取類型⑽。如第丨表中所顯示的，八個不同的使 用者優先順序(UPs)被映_所述這四個存取麵(ACs)中。 使用者優 先順序 (如同 802· 1D 使 用者優先 順序的使 用者優先 取類型的映照 _典型稱號 號
ACJBK acIbe 背景 ACL1 I佳效果 M282431 3 EE AC—VI 影像 AC 3 二] 4 CL AC VI 影像 AC— 5 VI AC VI 影像 ACl 6 VO AC VO 聲音 AC 4〜 敢同 7 NC AC VO 聲音 AC—4 -——1 為一工作站（STA)傳輸的一封包，是基於它的使用者優 先順序(UP)(步驟1〇2)被映照到一存取類型（AC)中。所述映 照功能確保所述使用者優先順序(UPs)被映照到其分別的存 • 取類型(AC)中，並且來自不同數據流的封包在它們的存取類 型（AC)t，被指向它們分別的佇列中。 在所述802. lie規範中，一工作站（STA)可具有一個或 疋更多的數據流，並且所述這些數據流，依據由所述工作站 (STA)所運作的應用以及相同應用的同—時期個數，可以被 分散遍及所述存取類型⑽中，或是被群組到相同的存取類 • 型(AC)中。為了執行這個目的，各個工作站(STA)被限制成 具有四個數據流的最大值。值得被注意的是，一工作站(sta) 可以具有多於四個的數據流，並且可以支援相同應用的同時 期；本創作將健在如同這樣的情形下被操作。 所以’一存取_⑽可从援高達-個最大_的數 據流，其中，N是系統中工作站(STAs)的數目。如果屬於存 取類型⑽的-個應財沒有任何的工作站（stAs)在運作 M282431 的話，一存取類型（AC)可以不具任何的數據流。 於ji作站（STA)中，-封包基於它的存取類型（AC)(步 驟1〇4)被指派到-數據流中。來自各個數據流的封包被置放 到所述對應存取類型(AC)的一傳輸件列中（步驟1〇6)。來自 各個存取類型⑽的傳輸件列中的一個封包，基於存取類型 籲 （AC)的傳輸速率以及延遲需求，被服務品質基礎競爭分辨率 么式（Qos-based contention res〇iuti〇n functi〇n)所選 擇(步驟108 ;這個公式將於相_第3圖以及第4圖中更詳 細的被說明）。 嘗試去傳輸-個被選擇的封包(步驟11〇)，並且每當與 另一個封包有一傳輸衝突時，去做一個決定（步驟112)。如 果將不會有—個衝鱗，接著所述被選擇封包，被傳輸(步 • ㈣4)，並且結束所述公式（步驟116)。 如果將與另一個封包有—個衝突(步驟112)下，接著所 述幸乂4先順序封包’被傳輸(步驟⑽。所述較低優先順 序封包的;％爭視窗㈣值，與所述封包相關的存取類型(Ac) ^最大競爭視窗(CW，)值相比(步驟122)。若是所述競爭視 固㈣值小於所述最大競爭視窗(CWmax)值 ’接著所述競爭 視窗(⑻值被如同下财程式所錢(步驟124)。 M282431 CW = ((cw + 1) X 2) - 1 方程式（1) 於所述競爭視窗（CW)值被更新或是所述競爭視窗（cw) 值已經是所述最大競爭視窗（cwmax)值時(步驟126)，接著所 述較低優先順序封包進人—個退賴式，所述退賴式之時 間區間相同於所述競爭視窗(cw)值，並且一侧數計時的計 鲁 日守裔開始倒數（步驟⑽。當所述倒數計時的計時器數到零 步驟128)，接著每當藉由帶有触獅的攜帶者感應多 路存取(CSMA/CA))的感應而所述信道閒置時，做出一個決定 (步驟130)。若是所述信道並非閒置時，所述的公式回到步 驟124 ’去重设所述競爭視窗(cw)值，並重新開始所述倒數 计日㈣。若是所述信道是閒置時，所述較低優先順序封包被 傳輸(步驟132)，並且結束所述公式（步驟116)。 鲁所述公式1GG將連同第2圖被說明，其中第2圖顯示具 有四個工作站（STAs)的一進階分散通道接入功能⑽⑷執 行模式的-個範例，其巾各歡作站運作__在不同存 取類型（ACs)上的應用，於各個存取類型(Ac)中產生各個工 作站(STA)的-數據流。基於它的存取類型⑽，於一工作 站(STA)中，-個封包被指派到一數據流中，舉例來說，來 自工作站B(STA—B)的-第二數據流(TF—2)是在存取類型 11 M282431 AC_2中。來自各健驗_包_分制傳輪件列 中，並且所述服務品質基礎齡分辨率公^ (如―⑹时 contention resolution functi〇n)常態化來自各個存取類 型(AC)要被傳輸的一封包。
一旦一個封包自一 AC選出，例如自ac—2選出，且預備 好要進行傳輸（f、即其並不是處相賴式加卜咐 mode)，且正在感測到該信道為閒置），接著該封包會嘗試在 k道上進行傳輸。如果有另—個封包正準備自另—AC，例如 AC一4，進行傳輸，那麼便會在AC之間發生内部衝突。在這 種情況下’來自於AC—2的封包（具有較低賴先性）將使 得具有較高優先性的ACUC-4)有權存取該信道並傳輸。AQJ 更新其 CW[AC—2]至數值((CW[AC—2]+1)χ2)-1 或是在 cw[AC 一 2] 已達到CWmax[AC—2]時使CW數值維持不變。 自AC一2而來的封包接著便開始一回退程序，並減少其 回退计數直到其為〇。如果信道接著閒置，該封包便嘗試傳 輸。直到來自於AC一2的封包獲得發射，而以服務品質（q〇s) 為基礎的競爭分辨率功能將不會為了 AC—2而被觸發，且沒 有其他封包會為了 AC一2類別的傳輸而被指定。 如果回退計時器對於在AC一2中等待的封包而言已達到 12 M282431 Ο，而且沒有其他來自於可與該AC—2封包相抵觸的類別的封 包，那麼AC_2將傳輸該封包。如果發生衝突，並將需要啟 使一個新的回退程序並根據數值⑽[…⑽办！而更 新其 CW[AC—2]。 在成功的傳輸之後，剛發出在其准許的傳輸機會（獅） 中的最終·的AC毅難GW⑽數健將在不f可能與 -具有較高優先性的AC發生衝突的情況下啟動―回退程序 至次-受指定的封包。當-STA可針對一給定的持續期間而 P幵 1始傳輸時_夺’該TX0P乃為一即時點。在τχ〇ρ期間，⑽ 可以在TXOP中盡可能傳輸最多的咖，而其長度乃根據與 數據有關的數據流類型（TC)而設定。EDCA τχορ不應該超 過該ΑΡ所建議的ΤΧ0Ρ極限。需要確定具較高優先性的ACs 將不會連續壓迫在該AP中具有較少優先性的ACs，每當其具 有可傳輸的物質時，而優先性乃是透過適當的設定 CWmin[AC]、CWmax[AC]以及 AIFS[AC]數值而完成。 在EDCA中，一數據流將以下列三種情況下啟動一回退 程序： 1.因為與一較高ACs發生内部衝突。 2·與另一個共享此無限信道的STA發生外部衝突。 13 M282431 3.在位在所指定的醫範圍内的最終傳輸之後為了傳 輸而指定另"一封包。 如果在-特定AC中只有-數據流侧，那麼以服務品 質（QoS)為㈣賴爭分醉魏在沒有其他件列可競爭 時將不具有效用。 競爭分辨率功能 • 在各4丁列中’ -優先性索引乃基於延遲與數據率準則而 被計算。數據率索⑽計算乃將用於傳輸封包的瞬間數據率 列入考量。較高數據率乃需要較少的介質時間，因此可以給 予較南的優先性。此將提升系統的整個輸貫量，但可能促使 具有較低_數據率的使用者出現延遲。延遲以丨乃將在各 符列中的第-封包的延遲（意即該封包在仔列中花費的時 • ⑴以及該你㈣尺寸都狀考量，續反映出各數據流的 服務品質(QoS)需求。在同-AC中，具有最高優先性索引（數 據率與延遲的結合）的封包接著乃被排序已變與其他ACs競 爭。 第3圖乃顯現了-競爭分辨率功能3〇〇的流程圖，其基 於預期的數據率與當時由該封包所引起的延遲而決定次— 封包要被排序。競爭分辨率功能3〇〇也概略地繪於第4圖。 M282431 各AC存有一仵列且被標示為“η，，。在各仔列中，優先性 料乃針對各封包㈣延遲與數據率標準為基礎而進行計 算。所述延遲索引乃包含與AC有關的參數。 在ACn中各仔列的數據速度索引的計算是根據方程式 2(步驟 302): 數據速度索引=傳輸數據速度/最大數據速度 方程式（2) 其中最大數據速度是所述應用標準中所允許的最大數 據速度。例如在802.11b中最大的數據速度是nMbp且在 802· llg中最大的數據速度是54Mbp。 在Acn中各佇列的延遲索引是如方程式3(步驟3〇4)中所 描述： 延遲索引 KA[ACn]xFirst—Pkt—Delayn(常態化））+ (B[ACn]xQueue—Size〇+(C[ACn]xAvg—Pkt一Delayn(常態化）） 方程式（3) 其中First-Pkt-Delayn是ACn中所述第一封包所歷經的 延遲，Queue—Sizen是 ACn的大小，以及 Avg—PktJ)elayn是 超過Μ封包’ ACn封包延遲的移動平均值。對於所述封包延 遲、佇列大小以及所述平均封包延遲而言，A、B與C分別為 15 M282431 各AC的加推因數。 了用於所有AC的所述加權因數的初始值 作為起始點為：4，β=〇 藉由監視所述平均件列大小， 3且c=0· 3。在操作過程中， 調整A、B與C的值。若是所 述符列大小成長太大，則t降低A或β值時，可增加C值。 此外，取決於職AC，對於三個加權因數，可使用不同的設
定’強調由各AC所進行數據流的不同Q〇s且更有效地決定 存取信道的優先性。 將所述延遲索引方程式的第一項與第三項常態化成為 一整數值’因而不受到第二項，亦即件列大小，的過度投影。 其對於獲得存取信道的權利’有最高延遲索5丨計算的仔列具 有更向的可能性，如按照優先性索弓丨計算（步驟3〇6):
優先性索引=(Alphax數據速度索引^如七於延遲索引） 方程式(4) 其中Alpha是一加權因數’用以將減輕傳輸數據速度的 影響，以及Beta是一加權因數，用以減輕所述延遲的影響。 在本創作的一實施例中，Alpha=0. 5且Beta=〇. 5。可隨時間 且藉由監視歷經延遲X秒的封包數目，而調整這些值。若是 所述封包數目超過10%(此值可被建立），則可調整△11)1^與 Beta的加權，例如降低Alpha且增加Beta。 16 M282431 在具有最高優先性索引值的資料流t，選擇所述第4 包用於傳輸(步驟施)且功能終止（步驟31〇)。 柩據本創 根據本創作所建構的AP _是如第5 _^所述AP 500包含一映射褒践2、-分配裝置504、一件列裝置5〇6、 一選擇裝置508、-發射器51G、一天線512、—衝突偵測裝 置 从万兄爭分辨率裳置516。所述映射裝置5〇2用以 映射-封包’以其UP為基礎，所述封包藉由—似而被傳 輸至- AC。以其AC為基礎，所述分配裝置5〇4是用以分配 封已至STA中的-數據流。所述件列襄置5⑽是用以將 一封包由-數據流放置於-傳輸侧於對應的Ac。所述選擇 裝置508是使用所述以⑽為基礎的競爭分辨率功能，用以 自各AC的傳輸佇列選擇一封包。 所述發射器510是透過所述天線512，而傳輸所選擇的 封包。所述衝突_裝置514是肋_所選擇的封包在傳 輸時是否與其他封包有触。料触發生時，所述競爭分 辨率裝置516是用以分辨所選擇的封包與其他封包之間的衝 突。 第6圖是說明所述競爭分辨率裝置516。所述競爭分辨 17 M282431 率裝置516包含-優先性決定裝置6〇2、一比較裝置6〇4、 -倒數計時H 6G6以及-域彳貞_ _。所紐先性決定 裝置602是用以決定在衝突中哪—個封包為較高優先性的封 包。而後所述較高優先性的封包是由所述發射器51〇傳輸。 所述比較裝置_是比她低優紐封㈣值以及與所 述封包相關AC的CWmax值，且視需要更新所述cw值。而後， 較低優先性的封包進人返賴式_，所述綱是由倒數計 時器_計時。當所述倒數計時器嶋終止時，所述信道偵 測器喝測所述信道是否因_ca感應而空轉 。若所述 信道空轉’聰由所述_ _傳輸所驗低優先性的封 ^右所紅道非轉，射新起始所述倒數計時器咖， 且所述較崎絲_包.另—相_。 # 雖然第5圖與第6圖的树為不同的元件，但是這此元 件可實施於單-域電 二70 (ASIO、多重IC、八雜^ 特定集成電路 力、兀件或是分離元件與1C的組合。 作哺徵與树已藉由較騎合而 中’但是單獨使用各個特徵或元 =其他特_件)或是與本創作的其他：:： 不同的組合。雖然本創 他、兀件有 作揭路且明特定的實施例，但是熟 18 M282431 知此技藝之人士可做許多修飾與變化卻仍不脫離本創作的 範圍。以上敘述是用以說明本創作，但不因而限制本創作。 圖式簡早說明 由以下一較佳實施例的說明，對於本創作可以有一個更 詳盡的了解。其是藉由一個範例與所附的圖示的方式而可被 了解，其中： • 第1圖是顯示依照本創作用以排程封包的一方法的一流 程圖； 第2圖是顯示以一服務品質基礎競爭分辨率公式 (Qos-based contention res〇luti〇n functi〇n)為函數的進 階分散通道接入功能(EDCA)，其於多路傳輸流上操作的一圖 示； 鲁第3圖是顯示於相同的存取類型（AC)中操作的競爭分辨 率公式（contention resolution function)的一流程圖· 第4圖是顯示於第3圖中所述競爭分辨率公式 (contention resolution function)的一圖示； 第5圖是依照本創作建構的一存取點(Ap)的一區塊圖； 第6圖是於第5圖中顯示的一競爭分辨率裝置的—區塊 圖， 主要元件符號說明 19 M282431 AC存取類型
Alpha減輕影響傳輸數據速度的加權因數 AP存取點
Beta減輕影響所述延遲的加權因數 CW競爭視窗 CWmax最大競爭視窗 CWmin最小競爭視窗 Qos服務品質 STA工作站 TF數據流 100延遲基礎的服務品質公式 300競爭分辨率功能 500 AP 502映射裝置 504分配裝置 508選擇裝置 510發射器 512天線 514衝突偵測裝置 516競爭分辨率裝置 602優先性決定裝置 604比較裝置 606倒數計時器 608信道偵測器 20

Claims (1)

  1. M282431 其中Alpha與Beta為加權因數，所述數據速度索弓丨是 以一即時的數據傳輸速度的基礎，以及所述延遲索引是 g在所述傳輸㈣中的所述第—封包的所述延遲以及 所述佇列大小為基礎。 4·如申請專利範圍帛3項的存取點⑽，其中所述選擇震 置疋用以根據一方程式而計算所述數據速度索引： • 數據速度索引=傳輸數據速度/最大數據速度 其中所述最大數據速度是所述網路中所允許的所述最 大數據速度。 5·如申請專利範圍第3項的存取點(Ap)，其中所述選擇裝 置是用以根據方程式而計算所述延遲索引： 延遲索引 rKAUOFirst—Pkt—Delay/ 常態化））+ ⑻ACn]xQueue-Sizen)+(c[ACn]xAvg—Pkt_Delayn(常態 善 化)） 其中A是所述封包延遲的一加權因數， First—Pkt—Delayn是在ACn中所述第一封包所歷經的延 遲，B是所述佇列大小的一加權因數，Queue_s丨zen是Αα 的大小，C是所述平均封包延遲的一加權因數，以及 Avg—PktJ)elayn是超過一預定數目封包的ACn的所述封 包延遲的一移動平均值。 22 M282431 6.如申請專利範圍第3項的存取點(AP)，其中所述選擇裝 置是用以動態調整Alpha與Beta。 7·如申請專利範圍第3項的存取點(AP)，其中所述選擇裴 置是用以基於歷經一預先決定延遲的封包數目而調整 Alpha 與 Beta。 8·如申請專利範圍第1項的存取點(ap)，其更包含一衝突 偵測裝置，其用以偵測是否與其他封包發生一傳輪衝 突。 9·如申請專利範圍第8項的存取點(AP)，其中若所述衝突 偵測裝置未偵測到一衝突，則由所述發射器傳輸被選擇 的封包。 10. 如申請專利範圍第8項的存取點(ap)，其更包含—競爭 分辨率裝置，用以分辨由所述触侧裝置職測到的 一衝突。 11. 如申請專利範圍第1〇項的存取點(AP)，其中所述競爭分 辨率裴置包含： -優先性決定裝置，㈣蚊在所述衝財哪—個封包是 較高優先性封包，哪一個封包是較低優先性封包，並^ 以將所述較高優先性封包傳送至所述發射器； 23 M282431 一比較裝置，用以調整所述較低優先性封包的一競爭視窗 值； 一倒數計時器，用以倒數由所述比較裝置所決定的所述競 爭視窗；以及 一信道偵測器，用以偵測一傳輸信道是否閒置。
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