專利名稱：提高無線局域網(wǎng)系統(tǒng)服務(wù)品質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的服務(wù)，更詳細地說，就是關(guān)于無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)提高方法，這種無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)提高方法通過追加與其它客戶機裝置設(shè)置不同特定客戶機裝置的競爭窗口(CW)值的方法，從而提高針對特定客戶機裝置的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)。
背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)就是以設(shè)置存取點(AP)的地方為中心，在一定的覆蓋范圍以內(nèi)，使掌上電腦(簡稱PDA)或筆記本電腦這樣的客戶機能夠使用最高速的互聯(lián)網(wǎng)。因為利用了無線頻率，所以沒必要電話線和專用線，但是在PDA或筆記本電腦這樣的客戶機上應安裝無線網(wǎng)卡。與高置信度[HIFI]音頻那樣，方便地使用無線局域的意思上，也另稱為無線高傳真(Wi-Fi)。
最初，電波的傳輸距離只有10m，但是進入21世紀，電波的傳輸距離已經(jīng)很快地大幅度提高到了50-200m。傳輸速率可達4-11Mbps，保證了能夠接收大容量的多媒體信息，即便長時間使用，費用也很低廉，而且還具有移動性和安全性等特征。設(shè)置有線連接較為復雜的百貨店、醫(yī)院、博物館和展示會、研討會、建設(shè)現(xiàn)場等暫時設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的場所特別方便。
另外，隨著最近多媒體服務(wù)的增加，對于高速數(shù)據(jù)傳送的要求也越來越高，所以適用于2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)(LAN)規(guī)格802.11b的裝置使用得較為普遍。
無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)使用了CSMA/CA(Carrier Sense MultipleAccess/Collision Avoidance)方式。這種方式能使各個無線局域網(wǎng)(LAN)裝置(客戶機)把握頻道狀態(tài)，共用一個頻道。
頻道使用的方法分為以下兩種無線局域網(wǎng)(LAN)裝置間沒有針對使用頻道競爭的PCF(Point coordination Function)方式；為了使用頻道，無線局域網(wǎng)(LAN)裝置之間互相競爭的分散調(diào)和功能(Distributed Coordination Function以下簡稱為DCF)方式。
在802.11b規(guī)格中，DCF被定為基本方式，PCF被定為選項。
在使用PCF方式的情況下，AP(Access Point)向客戶機(station)提供頻道使用權(quán)限。這種情況表示，客戶機以一定周期持續(xù)獲得頻道使用權(quán)限。也就是說，使用PCF的時候，能夠?qū)㈩l道使用權(quán)限保證在一定水準以上，以此能提高服務(wù)質(zhì)量，但是現(xiàn)在大部分無線局域網(wǎng)(LAN)裝置不支持PCF。
于是，采用了DCF方式的無線局域網(wǎng)(LAN)裝置為例，為了使用頻道，無線局域網(wǎng)(LAN)裝置之間要相互競爭，所以在一定的時間內(nèi)可能會發(fā)生不能繼續(xù)使用頻道的情況。在這種情況下，不能傳送即時數(shù)據(jù)，服務(wù)品質(zhì)(Qualityof Service)也很難保障。
無線局域網(wǎng)(LAN)裝置獲取頻道使用權(quán)限的時候，利用分段(Fragmentation)，連續(xù)傳送數(shù)據(jù)。如果到了計時器所限定的時間，剩下的未傳送數(shù)據(jù)就全消失。也就是說，應在限制時間內(nèi)連續(xù)傳送所有的數(shù)據(jù)。
然后，為了使用頻道，應再次展開競爭。
在分段(Fragmentation)過程中，把可能要發(fā)送的數(shù)據(jù)分成幾個片段(Fragment)，然后進行發(fā)送。
對各片段(Fragment)的傳送，接收裝置設(shè)置為發(fā)送確認信號(ACK)。
圖1是為說明通常無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的整合結(jié)構(gòu)圖。
圖1中所示的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)是由控制所有通信的服務(wù)器(存取點)10和需要服務(wù)或接收服務(wù)的多個客戶機(11a、11b、11c)裝置11構(gòu)成。例如使用IEEE 802.11 MAC的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)。
一般的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的DCF控制方式是以IEEE 802.11 MAC為基本控制方式，以使用如下兩種方法的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple AccessWith Collision Avoidance)協(xié)議為標準為了首先監(jiān)視頻道是否被另外的節(jié)點使用，掃描周圍別的客戶機信號的載波檢測方法；在以前的競爭窗口(contentionwindow)區(qū)間，設(shè)定網(wǎng)絡(luò)分配矢量(network allocation vector以下簡稱為NAV)的方法，NAV設(shè)定客戶機采用頻道的情況。
上述無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的CSMA/CA在傳輸數(shù)據(jù)的時候，即使有頻道(也稱媒體physical media)閑置的時候，也不會及時傳送數(shù)據(jù)，而是等待一定的時間后，在與別的節(jié)點沒有沖突的時候再傳送數(shù)據(jù)。
圖2是為說明此前技術(shù)無線局域網(wǎng)系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)傳送接收方式的流程圖。
圖2說明了與圖1相同的服務(wù)器10和客戶機裝置11根據(jù)DCF控制方式傳輸和接收數(shù)據(jù)的方法。
首先，服務(wù)器10和客戶機裝置11根據(jù)DCF控制方式，開始數(shù)據(jù)傳送和接收之前，通過載波檢測或NAV設(shè)定狀態(tài)的確認S10，在相互競爭期間，判斷頻道(網(wǎng)絡(luò)、媒體)是否處于閑置狀態(tài)S11。
若判斷結(jié)果S11為頻道處于閑置狀態(tài)，就實施相當于各個客戶機已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口(CW)最小值的補償時間(Backoff time)減少步驟(backoffprocedure)。
也就是說，當頻道閑置的時候，試圖進行首次數(shù)據(jù)傳送的客戶機在已經(jīng)儲存于無線局域網(wǎng)(LAN)物理層的管理實體(management entity)的服務(wù)初期中的競爭窗口(contention windowCW)最小值范圍內(nèi)，以任意的時間段為單位，減少補償計時器(Backoff timer)的補償(backoff)(延遲重新傳送)時間S12。
當頻道繼續(xù)閑置，而且補償計時器(Backoff timer)的值為0的時候S13，最后確認頻道是否處于忙碌(busy)，這時，頻道忙碌根據(jù)是否與其它客戶機發(fā)生沖突的判斷，進行確認S14。
如果判斷的結(jié)果S14為有沖突，就比較競爭窗口(CW)的值和競爭窗口(CW)的最大值(Cwmax)S15，當現(xiàn)在的競爭窗口(CW)的值比競爭窗口(CW)的最大值(Cwmax)小或相同的時候，當前的競爭窗口(CW)值就如同下面的公式1一樣，以2的指數(shù)次方使其增加S16。如果反復進行S10至S14步驟不發(fā)生沖突，就向接收方(比如服務(wù)器10)傳送旨在顯示傳送要求的RTS(ready to send)S20。
公式1CWt＝2t+i-1-1但是如果仍持續(xù)發(fā)生沖突，并且因連續(xù)發(fā)生傳送失敗，達到已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口(CW)最大值(Cwmax)S17，到競爭窗口(CW)值初始化之前，一直維持最大值。
當判斷結(jié)果S14為不發(fā)生沖突的情況下，例如在客戶機裝置與服務(wù)器10交易分散預約信息(distributing reservation information)的RTS/CTS幀之后，客戶機將數(shù)據(jù)幀(data frame)傳送給服務(wù)器10。在服務(wù)器，如果數(shù)據(jù)幀(data frame)成功到達，就發(fā)送ACK幀(frame)S20至S23。
在順利實現(xiàn)傳送之后，競爭窗口(CW)值就初始化為已經(jīng)設(shè)定的最小值S24。
根據(jù)如上所述的原來技術(shù)下的DCF控制方式競爭的客戶機裝置11如果其數(shù)量增加，受其限定的頻道資源的業(yè)務(wù)也增加，使客戶機11之間發(fā)生沖突的概率提高。
于是，連續(xù)發(fā)生沖突，并導致傳送失敗的客戶機裝置每當發(fā)生沖突的時候，競爭窗口(CW)就會按照公式1那樣成指數(shù)形式增加，所以使補償時間(Backofftime)持續(xù)增加，不可能提供像聲音通信這樣的高質(zhì)量的服務(wù)。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明為了解決上述問題，應運而生。本發(fā)明的目的是提供一種無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)提高方法。這種無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)提高方法采用了要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機裝置和要求一般服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)的客戶機裝置之間互不相同的競爭窗口(CW)的最小值和最大值，所以能夠為要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機提供品質(zhì)更高的服務(wù)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)(Qualityof Service)提高方法包含以下步驟針對多個無線局域網(wǎng)(LAN)客戶機分別提前設(shè)定互不相同的競爭窗口(CW)的最小值和最大值的步驟；上述多個客戶機中想要占有頻道的客戶機分別確認上述頻道的占有情況后，如果其結(jié)果為閑置狀態(tài)，減少相當于各個客戶機已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口(CW)最小值的補償時間(Backoff time)步驟；上述補償時間(Backoff time)結(jié)束的時候，上述客戶機試圖占有上述頻道步驟。
這個方法最好還包含以下步驟如果占有上述頻道失敗，上述多個客戶機分別設(shè)定的當前競爭窗口(CW)值比已經(jīng)設(shè)定的最大競爭窗口(CW)值小或一樣的時候，成指數(shù)地增加上述競爭窗口(CW)值，并再次試圖占有上述頻道的步驟；其值不小或不同時，將上述競爭窗口(CW)值以最小值進行初始化，再次試圖占有上述頻道的步驟。
在上述客戶機中，優(yōu)先順序高的客戶機與優(yōu)先順序低的客戶機相比，設(shè)定相對較小的最小值和最大值為最理想。
以上說明的本發(fā)明具有以下優(yōu)點，對要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機裝置，傳送初期用不同等級提前設(shè)定的競爭窗口(CW)的最小值和最大值；對要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機，與一般的客戶機相比，減少補償時間(Backoff time)，以此使得要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機在與一般客戶機的競爭關(guān)系中具有優(yōu)先順序，能夠保證可靠的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)，達到獲取不同級別差別化服務(wù)的效果。
圖1是說明通常無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)整合圖。
圖2是說明以往技術(shù)下的無線局域網(wǎng)(LAN)根據(jù)系統(tǒng)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送接收方式的流程圖。
圖3是說明本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)根據(jù)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送接收方式的流程圖。
具體實施方式本發(fā)明的其他目的、特性和優(yōu)點通過參照附圖實例的詳細說明可以得知。
以下參照附圖，就本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的服務(wù)品質(zhì)(Quality ofService)提高方法進行說明。
圖3是為說明本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送接收方式的流程圖。
首先，有關(guān)本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送接收方式，因各個客戶機對競爭窗口(CW)值進行差別化，比特定客戶機裝置與一般客戶機裝置，保障更可靠的服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)。首先圖表1是說明對于無線局域網(wǎng)(LAN)裝置11，為了設(shè)置服務(wù)品質(zhì)(Quality of Service)的差別，設(shè)定不同等級的競爭窗口(CW)的最小值min和最大值mas。
表1
在表1中，Class(等級)1的等級最高，Class5的等級最低，競爭窗口(CW)的最小值(Cwmin)和最大值(Cwmax)越小，用于連接頻道(媒體)的補償時間(backoff time)也越小，發(fā)生沖突的概率降低，從而使連接上頻道(媒體)概率也就提高。
本發(fā)明的無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送方式，為了在競爭關(guān)系中具有優(yōu)先順序，對要求高品質(zhì)服務(wù)的客戶機裝置，如圖1所示，用已經(jīng)預約了的等級提前設(shè)定各個不同的客戶機競爭窗口(CW)的最小值和最大值步驟S30。
然后，在服務(wù)器10和客戶機裝置11根據(jù)DCF控制方式的數(shù)據(jù)傳送和接收開始之前，通過載波檢測或NAV設(shè)定狀態(tài)的確認步驟S40，在與別的客戶機的相互競爭期間，判斷頻道(網(wǎng)絡(luò)、媒體)是否處于閑置狀態(tài)步驟S41。
當判斷結(jié)果步驟S11為頻道(也稱媒體physical media)處于閑置狀態(tài)的時候，就實施相當于各個客戶機已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口(CW)值的補償時間(Backoff time)減少步驟(backoff procedure)。當然在這種情況下，正如與表1中說明那樣，根據(jù)按不同客戶機設(shè)定的等級，不同的客戶機進行不同的補償時間(Backoff time)減少步驟步驟S42。于是，高等級的客戶機與低等級的客戶機相比，其補償時間(Backoff time)相對較短。
也就是說，當頻道閑置的時候，試圖進行首次數(shù)據(jù)傳送的客戶機根據(jù)已經(jīng)儲存于無線局域網(wǎng)(LAN)物理層的管理實體(management entity)的服務(wù)初期中的競爭窗口(contention windowCW)值，在按照不同等級設(shè)定的不同競爭窗口(CW)最小值范圍內(nèi)，以任意的時間段為單位，減少補償計時器(Backoff timer)的補償(backoff)(延遲重新傳送)時間步驟S42。
當頻道繼續(xù)處于閑置狀態(tài)，而且補償計時器(Backoff timer)的值為0(時間終止)的時候步驟S43，最后確認頻道是否正處于忙碌(busy)狀態(tài)，這時判斷是否與別的客戶機產(chǎn)生沖突步驟S44。
假設(shè)判斷的結(jié)果步驟S44為有沖突的話，就表示頻道占有失敗，比較設(shè)定在客戶機中的競爭窗口值與競爭窗口(CW)的最大值步驟S45。如果當前競爭窗口(CW)值比競爭窗口(CW)的最大值小或相同，當前競爭窗口(CW)值就與圖2中說明的公式1一樣，以2的指數(shù)次方增加步驟S46。
但是因持續(xù)發(fā)生沖突導致連續(xù)發(fā)生傳送失敗，達到已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口(CW)最大值(Cwmax)，直到競爭窗口(CW)值初始化為止保留最大值步驟S47。也就是說，將競爭窗口(CW)值初始化，再次從競爭窗口(CW)的最小值開始試圖占有頻道。
當判斷結(jié)果步驟S14為不發(fā)生沖突的情況下，例如在客戶機裝置與服務(wù)器交易分散預約信息(distributing reservation information)RTS/CTS幀之后，客戶機將數(shù)據(jù)幀(data frame)傳送，如果在服務(wù)器中數(shù)據(jù)幀(data frame成功到達，服務(wù)器就發(fā)送ACK幀(frame)步驟S50至步驟S53。
在順利實現(xiàn)傳送之后，競爭窗口(CW)值就初始化為已經(jīng)設(shè)定的最小值步驟S54。
通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。
因此，本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
1.提高無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)的方法，包括對多個無線局域網(wǎng)客戶機分別提前設(shè)定互不相同的競爭窗口的最小值和最大值；分別確認上述多個客戶機中想要占有頻道的客戶機對上述頻道的占有情況，如果有閑置的客戶機，減少相當于各個客戶機已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口最小值的補償時間；如果上述補償時間結(jié)束，上述客戶機就試圖占有上述頻道。
2.如權(quán)利要求1所述的提高無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)的方法，其特征在于，如果上述頻道占有失敗，在上述多個客戶機分別設(shè)定的當前競爭窗口值比已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口值小或一樣的時候，以指數(shù)地增加上述競爭窗口值，并再試圖占有上述頻道；如果上述頻道占有失敗，在上述多個客戶機分別設(shè)定的當前競爭窗口值比已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口值大的時候，將上述競爭窗口值初始化為最小值，并再試圖占有上述頻道。
3.如權(quán)利要求1所述的提高無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)的方法，其特征在于，上述客戶機中的優(yōu)先順序靠前的客戶機比優(yōu)先順序靠后的客戶機相對較小值設(shè)定競爭窗口值的最小值和最大值。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的提高服務(wù)品質(zhì)的方法，這種無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)提高方法通過追加與其它客戶機裝置設(shè)置不同競爭窗口值的方式，提高對特定客戶機設(shè)備的服務(wù)品質(zhì)方法。本發(fā)明的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的服務(wù)品質(zhì)提高方法包含對多個無線局域網(wǎng)客戶機，提前設(shè)定互相不同的競爭窗口的最小值和最大值；分別確認上述多個客戶機中想要占有頻道的客戶機占有上述頻道的情況，如果有閑置著的客戶機，就減少相當于各個客戶機已經(jīng)設(shè)定的競爭窗口最小值補償時間；如果上述補償時間結(jié)束，上述客戶機就試圖占有上述頻道。通過上述步驟，作為不同的客戶機，與不要求高品質(zhì)的客戶機相比，要求高服務(wù)品質(zhì)的客戶機能得到高品質(zhì)的服務(wù)。
文檔編號H04L12/24GK1756208SQ20041006669
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者文貴玹 申請人:樂金電子(昆山)電腦有限公司