專(zhuān)利名稱(chēng)：在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留的半隨機(jī)退避方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無(wú)線(xiàn)通信，尤其涉及在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)上用于在減少?zèng)_突的同時(shí)提供增加的吞吐量的資源預(yù)留半隨機(jī)退避方法。
背景技術(shù)：
在組播(multicast) /廣播應(yīng)用中，在有線(xiàn)和/或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)從一個(gè)服務(wù)器發(fā)送給多個(gè)接收器。如本文使用的組播系統(tǒng)是其中服務(wù)器同時(shí)將相同數(shù)據(jù)發(fā)送給多個(gè)接收器的系統(tǒng)，其中這些接收器形成多達(dá)并且包括所有接收器的所有接收器的一個(gè)子集。廣播系統(tǒng)是其中服務(wù)器同時(shí)將相同數(shù)據(jù)發(fā)送給所有接收器的系統(tǒng)。也就是說(shuō)，組播系統(tǒng)按定義可以包括廣播系統(tǒng)。移動(dòng)計(jì)算設(shè)備上語(yǔ)音和視頻應(yīng)用的流行引起了對(duì)媒體訪問(wèn)控制(MAC)協(xié)議的關(guān)注，MAC協(xié)議負(fù)責(zé)將共享媒體資源分配給多個(gè)通信站并且解決當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)站同時(shí)訪問(wèn)媒體時(shí)發(fā)生的沖突。在當(dāng)前IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)LAN中，MAC協(xié)議層的分布式協(xié)調(diào)功能(DCF) 將二進(jìn)制指數(shù)退避(BEB)算法用于基本信道訪問(wèn)。BEB算法通過(guò)在共享通信媒體的站之間隨機(jī)化媒體訪問(wèn)的定時(shí)來(lái)緩解網(wǎng)絡(luò)沖突的問(wèn)題。BEB算法中信道訪問(wèn)的定時(shí)通過(guò)在每個(gè)退避循環(huán)中將時(shí)隙計(jì)數(shù)器設(shè)置成從競(jìng)爭(zhēng)窗口
中選擇的隨機(jī)整數(shù)來(lái)隨機(jī)化，并且一旦在最后退避循環(huán)中數(shù)據(jù)發(fā)送失敗CW加倍。這里，退避循環(huán)是退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器從初始最大值遞減到零的過(guò)程。BEB的簡(jiǎn)單性和良好性能有助于IEEE 802. 11DCF/EDCA的流行。但是，如實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論分析所展示，BEB算法存在一些缺陷。首先，發(fā)送嘗試的沖突概率隨網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)站的數(shù)量成指數(shù)增大。其次，不能限制媒體訪問(wèn)時(shí)延(delay)，以及抖動(dòng)是可變的，這可能不適合多媒體應(yīng)用。提供一些可以幫助理解本發(fā)明的概念/術(shù)語(yǔ)。一個(gè)幀是數(shù)據(jù)的一個(gè)單位。也就是說(shuō)，可以按分組或幀或任何其它方便格式將數(shù)據(jù)打包。如本文所使用，一個(gè)幀用于指示以用于發(fā)送的格式打包的數(shù)據(jù)。退避輪回(round)/階段/循環(huán)是退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器從初始值(最大)向下計(jì)數(shù)到零的過(guò)程。當(dāng)計(jì)數(shù)器到達(dá)零時(shí)，嘗試新的發(fā)送。一個(gè)幀發(fā)送可能涉及到多個(gè)退避輪回/階段(由于不成功發(fā)送嘗試)。如在此所使用，一個(gè)時(shí)隙代表在退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器被凍結(jié)期間的連續(xù)時(shí)段。它可以指對(duì)于物理層足以進(jìn)行一次載波偵聽(tīng)的固定時(shí)段(通常幾微秒)或當(dāng)在共享媒體上發(fā)送一個(gè)幀時(shí)的可變時(shí)段(取決于分組的長(zhǎng)度和物理數(shù)據(jù)速率，通常在數(shù)百微秒到幾毫秒之間)。在具有共享媒體的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)站基于媒體的物理或虛擬載波偵聽(tīng)的結(jié)果狀態(tài)凍結(jié)或減少它的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器。因此，由于媒體的共享性質(zhì)，在站之間對(duì)齊時(shí)隙計(jì)數(shù)變化。時(shí)隙可以用作使整個(gè)過(guò)程離散的基本時(shí)間單元。正整數(shù)η = 1，2,3,..., N用于指示第1，2，3，...，N時(shí)隙，并且In用于指示第η時(shí)隙上共享媒體的狀態(tài)， 例如，當(dāng)繁忙時(shí)，In= 1，否則，In = 0。第η時(shí)隙上站i的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)表示成Sloti (η)。在序號(hào)為PCT/US09/01179的申請(qǐng)中，描述了減少或避免沖突的確定性退避(DEB) 方法。在DEB方法中，按時(shí)隙確定性地調(diào)度發(fā)送。在序號(hào)為PCT/US09/001855的申請(qǐng)中，描述了克服諸如在確定性退避(DEB)方法中固有的向后兼容性和可靠性之類(lèi)的問(wèn)題的松弛確定性退避(R-DEB)方法。R-DEB方法以盡可能確定的方式選擇退避時(shí)隙計(jì)數(shù)以減少或避免網(wǎng)絡(luò)沖突。R-DEB方法還將隨機(jī)性引入這個(gè)過(guò)程中，以保持諸如BEB (二進(jìn)制指數(shù)退避)方法之類(lèi)的常規(guī)隨機(jī)退避方法的靈活性和易于部署特征。因此，R-DEB方法在網(wǎng)絡(luò)效率與靈活性之間作了折衷，并且可以視作DEB算法和BEB算法的組合。R-DEB算法的最初動(dòng)機(jī)是在與以前標(biāo)準(zhǔn)保持向后兼容性的同時(shí)使確定性退避適用于視頻傳輸系統(tǒng)。R-DEB按如下操作。當(dāng)站將它的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)Sloti(Ii)重新設(shè)置成固定數(shù)M時(shí) (注意，這里的η是時(shí)間線(xiàn)上的變量)開(kāi)始退避輪回。一旦通過(guò)物理載波偵聽(tīng)過(guò)程確定在一個(gè)時(shí)隙中共享媒體是空閑的，則站將它的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)減1。如果這個(gè)新時(shí)隙計(jì)數(shù)滿(mǎn)足發(fā)送觸發(fā)條件(也就是，新時(shí)隙計(jì)數(shù)等于觸發(fā)集A的元素之一，例如，slot, (n) = k)，則節(jié)點(diǎn)(站、客戶(hù)設(shè)備、移動(dòng)終端、移動(dòng)設(shè)備)將獲得啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送的機(jī)會(huì)(因此，“觸發(fā)發(fā)送”)。 如果此時(shí)沒(méi)有幀要傳送，則節(jié)點(diǎn)放棄該機(jī)會(huì)，并繼續(xù)遞減它的時(shí)隙計(jì)數(shù)。數(shù)據(jù)發(fā)送的結(jié)果決定元素k是否應(yīng)該還保留在觸發(fā)集中如果成功發(fā)送，則這個(gè)觸發(fā)元素保留在觸發(fā)集中；如果未成功發(fā)送數(shù)據(jù)，則將以概率P啟動(dòng)用來(lái)自間隔
中的新元素k'取代舊元素k的觸發(fā)元素替代過(guò)程。R-DEB方法包括從間隔
中選擇一個(gè)元素用于包括在觸發(fā)集Qt 中以減少網(wǎng)絡(luò)沖突的方法和裝置。應(yīng)該注意，站可以是計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、雙模式智能手機(jī)或可以移動(dòng)的任何其它設(shè)備。資源預(yù)留的概念是眾所周知的，并且廣泛用在時(shí)分多址(TDMA)方案中，以實(shí)現(xiàn)高吞吐量和為異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)提供的某種水平的服務(wù)質(zhì)量OioS)。在典型TDMA預(yù)留(R-TDMA)解決方案中，無(wú)線(xiàn)電資源被組織成超幀，每個(gè)超幀被劃分成等長(zhǎng)的多個(gè)時(shí)隙， 一個(gè)站可以通過(guò)預(yù)留請(qǐng)求預(yù)訂每個(gè)超幀中的一個(gè)或幾個(gè)時(shí)隙作為它的預(yù)留無(wú)線(xiàn)電資源。如本文所使用，節(jié)點(diǎn)(客戶(hù)機(jī)、移動(dòng)站、移動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)終端、站、膝上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、雙模式智能手機(jī)、...)是可以用于指示無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)中的終端設(shè)備的所有術(shù)語(yǔ)。一個(gè)站在這些預(yù)留時(shí)隙中可以具有無(wú)沖突信道訪問(wèn)，因此可以容易地實(shí)現(xiàn) QoS0在R-TDMA的另一種靈活版本中，預(yù)留ALOHA(R-ALOHA)中，通過(guò)跟蹤前超幀(previous superframe)中數(shù)據(jù)發(fā)送的結(jié)果自動(dòng)預(yù)留無(wú)線(xiàn)電資源。前超幀中的給定時(shí)隙中的成功發(fā)送導(dǎo)致在隨后超幀中為傳送者(發(fā)送者)預(yù)留相同時(shí)隙。圖1(a)例示了如何在三個(gè)站A、B 和C之間通過(guò)R-ALOHA實(shí)現(xiàn)預(yù)留。站A在第一超幀中成功獲得預(yù)留時(shí)隙1，而站B和C在第二超幀中獲得它們的預(yù)留時(shí)隙，因?yàn)檎綛和C在第一超幀中相互沖突。模擬結(jié)果示出， R-ALOHA與分時(shí)隙ALOHA相比在明顯更高的信道利用上實(shí)現(xiàn)了較短的時(shí)延。R-ALOHA的優(yōu)點(diǎn)在于，它自動(dòng)實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留而不需要像常規(guī)TDMA解決方案通常做的那樣涉及中央?yún)f(xié)調(diào)者。本發(fā)明借用R-ALOHA的構(gòu)思，并將它應(yīng)用于基于載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。更具體地，本發(fā)明試圖將R-ALOHA并入分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)/增強(qiáng)型分布式信道訪問(wèn)(EDCA)中，以便改進(jìn)在家庭環(huán)境下在IEEE 802. 11網(wǎng)絡(luò)上輸送內(nèi)容的
4QoS性能。挑戰(zhàn)是如何在CSMA環(huán)境的背景下實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留。由于TDMA網(wǎng)絡(luò)中的兩種基本特征，周期性和同步性，所以在R-ALOHA中資源預(yù)留是可能的。周期性意味著每個(gè)超幀具有相同數(shù)量的等長(zhǎng)時(shí)隙，使得站可以容易地識(shí)別當(dāng)前超幀中它想再次使用的時(shí)隙。同步性因?yàn)闀r(shí)隙是與該站在前幀中所使用的完全相同的時(shí)隙而使時(shí)隙識(shí)別成為可能。事實(shí)上，只要網(wǎng)絡(luò)具有上述兩種特征，那么可以按照與R-ALOHA相似的途徑實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留?，F(xiàn)在，剩下的問(wèn)題是確定CSMA網(wǎng)絡(luò)是否具有該兩種特征一同步性和周期性。一般說(shuō)來(lái)，由于在多跳網(wǎng)絡(luò)(multi-hop network)中存在隱藏終端，所以不能使CSMA網(wǎng)絡(luò)同步。但是，考慮所有站共享相同媒體的單跳網(wǎng)絡(luò)(single-hop network)并且假設(shè)理想載波偵聽(tīng)，可以實(shí)現(xiàn)同步。CSMA網(wǎng)絡(luò)中的同步意味著網(wǎng)絡(luò)中的站的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器在一個(gè)時(shí)隙中根據(jù)相同網(wǎng)絡(luò)事件(發(fā)送或空閑)同時(shí)遞減或凍結(jié)。CSMA背景下的術(shù)語(yǔ)“時(shí)隙”具有與在TDMA背景下使用的時(shí)隙不同的含義。將它定義成在退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器凍結(jié)期間的連續(xù)時(shí)段。它可以持續(xù)物理層足以進(jìn)行一次載波偵聽(tīng)的極短時(shí)段(通常幾微秒)，或足以完成一個(gè)幀交換序列的長(zhǎng)時(shí)段(取決于幀大小和物理數(shù)據(jù)速率，通常從數(shù)百微秒到幾毫秒)。因此， CSMA網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間隨時(shí)間而變。典型地，對(duì)于共享相同媒體的站A和B，由于無(wú)線(xiàn)信道的廣播性質(zhì)，每個(gè)站獲悉的信道狀態(tài)轉(zhuǎn)變序列應(yīng)該是相同的。更一般地，如果不考慮隱藏終端，則共享媒體的所有站應(yīng)該保持反映媒體的利用歷史的相同序列。這種共享性質(zhì)建立了站之間的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器在相同沖突域中同步的概念。為了在CSMA網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)周期性，當(dāng)在最后退避循環(huán)中發(fā)生成功發(fā)送時(shí)，在退避過(guò)程中引入對(duì)退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器的數(shù)值的確定性選擇。這里，退避循環(huán)是當(dāng)退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器從初始值遞減到零時(shí)的時(shí)段。通過(guò)確定性選擇，將站的時(shí)隙計(jì)數(shù)器重新設(shè)置成網(wǎng)絡(luò)中的所有站共享的公用確定值。這個(gè)公用值定義CSMA網(wǎng)絡(luò)的周期性(就時(shí)隙而言)。

發(fā)明內(nèi)容
在本文中，將回訪IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中多址訪問(wèn)(multiple access)的問(wèn)題。圖1 (b)例示了如何在CSMA網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留。在第一退避循環(huán)中，站A、B和 C每一個(gè)分別生成如1，3和3的隨機(jī)退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器。由于站A在第一退避循環(huán)的第2時(shí)隙中成功發(fā)送了數(shù)據(jù)，所以在其發(fā)送數(shù)據(jù)之后它將它的時(shí)隙計(jì)數(shù)器確定性地重新設(shè)置成4， 這允許它在下一個(gè)退避循環(huán)中再次訪問(wèn)第2時(shí)隙。因此，為站A預(yù)留了第2時(shí)隙。站B和C 在第一退避循環(huán)的第4時(shí)隙上沖突，并且站B和C將它們的時(shí)隙計(jì)數(shù)器重新設(shè)置成隨機(jī)值， 例如，分別是3和5，這允許它們不沖突地在下一個(gè)退避循環(huán)中分別訪問(wèn)第3和第5時(shí)隙。 此外，通過(guò)將它們的時(shí)隙計(jì)數(shù)器設(shè)置成4，B和C兩者可以為隨后退避循環(huán)中的信道訪問(wèn)預(yù)留時(shí)隙。公用值4給出網(wǎng)絡(luò)的周期性。因此，在CSMA網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)將周期性引入退避過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留。周期性依賴(lài)于使網(wǎng)絡(luò)同步的低級(jí)載波偵聽(tīng)機(jī)制。資源預(yù)留的性能受諸如載波偵聽(tīng)精度、隱藏終端等之類(lèi)的許多因素影響。本發(fā)明描述在IEEE 802. 11無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留的方法。在本發(fā)明的方法中，將預(yù)留成分引入允許站根據(jù)前一個(gè)循環(huán)中的成功單播發(fā)送確定性地設(shè)置它的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器的退避算法中。資源預(yù)留是通過(guò)重用相繼退避循環(huán)中的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)的。這種方法可以對(duì)當(dāng)前的軟件和/或硬件修改最小地應(yīng)用在當(dāng)前IEEE 802. 11DCF/EDCA中，但帶來(lái)了使網(wǎng)絡(luò)沖突減少并因此使吞吐量更高和使網(wǎng)絡(luò)時(shí)延更短的額外優(yōu)點(diǎn)。相信包括音頻、視頻等的多媒體應(yīng)用將從本發(fā)明的方法中獲益。本文描述方法和裝置，其包括確定是否已經(jīng)成功發(fā)生單播發(fā)送；響應(yīng)該確定將競(jìng)爭(zhēng)窗口調(diào)整到最小值并將退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器調(diào)整成競(jìng)爭(zhēng)窗口的數(shù)值加1的二分之一；以及使用多種調(diào)整方案之一調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)窗口并從零與競(jìng)爭(zhēng)窗口之間的間隔中選擇所述退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，可以從如下詳細(xì)描述中更好地理解本發(fā)明。附圖包括如下簡(jiǎn)要描述的下列圖圖1 (a)例示了如何在三個(gè)站A、B禾Π C之間通過(guò)R-ALOHA實(shí)現(xiàn)預(yù)留；圖1 (b)例示了如何在CSMA網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留；圖2(a)示出了在離散時(shí)間線(xiàn)上的訪問(wèn)過(guò)程；圖2(b)示出了在服務(wù)環(huán)(service ring)上的訪問(wèn)過(guò)程；圖3是依照本發(fā)明的原理的用于資源預(yù)留的示例性半隨機(jī)退避方法的流程圖；以及圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的半隨機(jī)退避方法的裝置的示例性實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式1.半隨機(jī)退避(SRB)的概念假設(shè)用在網(wǎng)絡(luò)中的幀從時(shí)隙0開(kāi)始。讓Sloti (η)表示第η時(shí)隙上站i的退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器的數(shù)值。對(duì)于給定發(fā)送機(jī)會(huì)(TXOP)，如果通過(guò)確認(rèn)指示，所有數(shù)據(jù)發(fā)送成功，則可以認(rèn)為這個(gè)TXOP是正的；否則，認(rèn)為這個(gè)TXOP是負(fù)的。注意，在IEEE 802. IlMAC中，通常不確認(rèn)廣播和/或組播(B/M)數(shù)據(jù)，所以如同發(fā)送廣播(組播)數(shù)據(jù)(B/M數(shù)據(jù))的TXOP是負(fù)的那樣來(lái)對(duì)待廣播和組播數(shù)據(jù)。將Itx。p定義成最后退避循環(huán)中TXOP的狀態(tài)。可以按如下描述本發(fā)明的半隨機(jī)退避(SRB)方法。每當(dāng)Sloti(Ii)到達(dá)零并且需要重新設(shè)置時(shí)，通過(guò)如下更新它的值
JJt>} Iimp =正數(shù)
SlOti{n + l) = \rmid(0,CW)^^ Ilmp=負(fù)數(shù)⑴其中CW代表如常規(guī)隨機(jī)退避方法所定義的退避競(jìng)爭(zhēng)窗口，并且M是網(wǎng)絡(luò)中的站共享的公用整數(shù)。方程(1)表明，當(dāng)前TXOP是正數(shù)時(shí)-通常指示成功發(fā)送(只對(duì)于單播發(fā)送)，將時(shí)隙計(jì)數(shù)器重新設(shè)置成確定值M ；否則，像常規(guī)隨機(jī)退避方案那樣做，將它重新設(shè)置成來(lái)自退避競(jìng)爭(zhēng)窗口中的隨機(jī)值?？梢哉J(rèn)識(shí)到，SRB包含隨機(jī)成分和確定成分。退避過(guò)程在隨機(jī)成分中遵循常規(guī)途徑，但將周期性引入確定成分中。在站確定TXOP在前一個(gè)退避循環(huán)中是正的還是負(fù)的之后，該站選擇將哪個(gè)成分重新設(shè)置其退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器。
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在方程(1)中，CW是可以通過(guò)不同隨機(jī)退避方法控制的站之間的時(shí)變參數(shù)。例如， Cff的變化在將SRB應(yīng)用于DCF/EDCA時(shí)可以遵循二進(jìn)制指數(shù)增加，或遵循像指數(shù)增加指數(shù)減小(EIED)或線(xiàn)性增加線(xiàn)性減小(LILD)那樣的其它變化圖案。另一方面，對(duì)于用于預(yù)約的站，M是固定參數(shù)。在DCF/EDCA的背景下，將M設(shè)置成(CWmin+l)/2，以便使SRB的平均時(shí)延保持等于二進(jìn)制指數(shù)退避(BEB)中的最小時(shí)延。M對(duì)于站也可以不同，在該情況下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的不同M的最大公約數(shù)(gcd)定義服務(wù)環(huán)大小。SRB的確定成分中的參數(shù)M定義周期性以便預(yù)留信道資源?？梢允褂冒∕個(gè)固定時(shí)隙的服務(wù)環(huán)最佳地描述SRB中的訪問(wèn)過(guò)程。確定退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器的數(shù)值等效于從該環(huán)中選擇時(shí)隙。當(dāng)使用隨機(jī)成分用于退避時(shí)，從該環(huán)中隨機(jī)選擇時(shí)隙，而當(dāng)使用確定成分用于退避時(shí)，因?yàn)橥吮荛g隔等于允許本發(fā)明的方法在隨后退避循環(huán)中重復(fù)使用相同時(shí)隙的環(huán)大小，所以預(yù)留時(shí)隙。圖2 (a)示出作為離散時(shí)間線(xiàn)的訪問(wèn)過(guò)程，而圖2(b)示出作為服務(wù)環(huán)的訪問(wèn)過(guò)程。 當(dāng)站A在時(shí)隙Al上沖突時(shí)，它將它的退避計(jì)數(shù)器重新設(shè)置成隨機(jī)值，這允許站A在時(shí)隙A2 上訪問(wèn)信道。由于站A在時(shí)隙A2成功發(fā)送了數(shù)據(jù)，所以站A確定性地將它的退避計(jì)數(shù)器設(shè)置成M。在服務(wù)環(huán)上，將退避時(shí)隙計(jì)數(shù)器設(shè)置成M意味著再訪問(wèn)前時(shí)隙(previous slot)。 也就是，時(shí)隙A2和A3對(duì)應(yīng)于環(huán)上的相同時(shí)隙。因此實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留。對(duì)于站A和B，只要它們預(yù)留環(huán)上的不同時(shí)隙，站A和B可以在網(wǎng)絡(luò)中具有無(wú)沖突信道訪問(wèn)。在本文中，將確定成分稱(chēng)為預(yù)留成分。SRB中服務(wù)環(huán)的作用類(lèi)似于R-ALOHA中超幀的作用。它們之間的主要差異在于，在 SRB中，時(shí)隙的長(zhǎng)度是可變的，而在R-ALOHA中，它是固定的。SRB應(yīng)該比R-ALOHA更有效， 因?yàn)橛捎诳臻e時(shí)隙具有最短時(shí)間長(zhǎng)度，所以使空閑中浪費(fèi)的時(shí)間最小化。盡管SRB的原理是針對(duì)沒(méi)有任何錯(cuò)誤的單跳網(wǎng)絡(luò)來(lái)描述的，但也可以以降低的性能增益為代價(jià)應(yīng)用于多跳和易出錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)。正如所討論的，資源預(yù)留在沒(méi)有任何載波偵聽(tīng)錯(cuò)誤的單跳網(wǎng)絡(luò)中最佳地實(shí)現(xiàn)。但是，對(duì)于多跳和易出錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)，隱藏終端的存在、載波偵聽(tīng)錯(cuò)誤和信道錯(cuò)誤可能損害資源預(yù)留-前兩種因素導(dǎo)致破壞同步性的站之間的非同步退避過(guò)程。后一種因素因?yàn)榇蠖鄶?shù)TXOP被認(rèn)識(shí)成負(fù)的而導(dǎo)致差的資源預(yù)留性能。在這樣的情況下，SRB使用隨機(jī)成分用于退避。因此，將降低由資源預(yù)留引起的性能增益。當(dāng)新站加入網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，新站首先使用隨機(jī)成分來(lái)選擇用于數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)隙，這可能會(huì)在新站加入網(wǎng)絡(luò)中之后的前幾個(gè)退避循環(huán)內(nèi)引起網(wǎng)絡(luò)沖突。但是，沖突概率會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)演變而降低，因?yàn)樵絹?lái)越多的站將使用預(yù)留的時(shí)隙用于數(shù)據(jù)發(fā)送。2. 一般情形下的半隨機(jī)退避迄今為止已經(jīng)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)站為資源預(yù)留保持相同參數(shù)M。由于站具有大小相同的服務(wù)環(huán)，所以只要站選擇服務(wù)環(huán)中與其它站不同的時(shí)隙作為它的預(yù)留時(shí)隙，則每個(gè)站將可以經(jīng)歷無(wú)沖突信道訪問(wèn)。但是，當(dāng)站具有不同大小的服務(wù)環(huán)，或站保持不同預(yù)留參數(shù)M時(shí)，一個(gè)站預(yù)留的時(shí)隙可能與其它站的其它預(yù)留時(shí)隙仍沖突?？紤]單跳網(wǎng)絡(luò)中分別具有不同預(yù)留參數(shù)Mi和％的兩個(gè)站i和j。假設(shè)在某個(gè)退避循環(huán)中，兩者具有無(wú)沖突信道訪問(wèn)，并且因此，站i和j在隨后退避循環(huán)中進(jìn)入預(yù)留狀態(tài)。對(duì)于當(dāng)前退避循環(huán)中的時(shí)隙，比如說(shuō)，時(shí)隙1，兩個(gè)站的時(shí)隙計(jì)數(shù)器應(yīng)該相互不同(以在這個(gè)循環(huán)中允許無(wú)沖突信道訪問(wèn))， Sloti(I) Φ Slotj(I)。有必要找出MiZiMj的什么數(shù)值將導(dǎo)致站i和j在隨后退避循環(huán)中的無(wú)沖突預(yù)留時(shí)隙。注意，Mi是站i的服務(wù)環(huán)大小，而Mj是站j的服務(wù)環(huán)大小。在k個(gè)時(shí)隙之后，站i和j的時(shí)隙計(jì)數(shù)器的數(shù)值將變成Sloti (k+1) = Sloti (l)-kmod Mi (2)slotj(k+l) = slotj(l)-kmod Mj (3)為了允許無(wú)沖突信道訪問(wèn)，站i和j應(yīng)該在時(shí)隙1之后的所有時(shí)隙中保持不同時(shí)隙計(jì)數(shù)器，即，對(duì)于所有k彡Odloti (k+1)興Slotj (k+1)。這隱含a · MJsloti (I)^b. Mj+slotj (1)，對(duì)于Z ⑷根據(jù)同余理論(congruencetheory)，這等效于說(shuō)(Iij 不能被(Sloti (I)-Slotj(I) 除，其中Clij是Mi和Mj的最大公約數(shù)(gcd)。因此，相信，弓丨理I為了具有站i和j之間的無(wú)沖突預(yù)留時(shí)隙，Sloti(I)和Slotj(I)應(yīng)該落入不同同余類(lèi)模數(shù)(1^.( = gcd (Mi，Mj))。對(duì)于具有預(yù)留參數(shù)M1, M2, ...，Mn的N-站網(wǎng)絡(luò)，任何一對(duì)站應(yīng)該遵守引理I。讓 Sloti(I) (1 ^ i ^ N)表示時(shí)隙1上時(shí)隙計(jì)數(shù)器的數(shù)值，然后通過(guò)同余理論，定理I 設(shè)d = gcd (M1, M2, ... , Mn)，則系統(tǒng)中具有無(wú)沖突預(yù)留時(shí)隙的充分條件是 slot, (1) (1 ^ i ^ N)應(yīng)該落入不同同余類(lèi)模數(shù)d。因子d定義網(wǎng)絡(luò)中公用服務(wù)環(huán)的大小，并且每個(gè)站的服務(wù)環(huán)是這樣的公用服務(wù)環(huán)的倍數(shù)。注意，Sloti(I) (1 < i < N)由SRB的隨機(jī)選擇成分決定。因此，只要兩個(gè)站從公用服務(wù)環(huán)中選擇不同時(shí)隙作為它們的預(yù)留時(shí)隙，則它們?cè)陔S后退避循環(huán)中將具有無(wú)沖突信道訪問(wèn)。此外，在一些情形下，兩個(gè)站可以無(wú)沖突地多路復(fù)用公用服務(wù)環(huán)中的時(shí)隙。當(dāng)將SRB應(yīng)用在其中不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)使用不同預(yù)留參數(shù)M用于信道訪問(wèn)的IEEE 802. IlEDCA中時(shí)，有關(guān)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)環(huán)的不同大小的討論尤其有用。3. IEEE 802. 11DCF/EDCA 中的 SRB下面，將討論如何通過(guò)將SRB結(jié)合到普遍使用的MAC IEEE 802. 11DCF/EDCA協(xié)議中來(lái)應(yīng)用SRB的概念。由于兩種協(xié)議建立在BEB(二進(jìn)制指數(shù)退避)上，所以重點(diǎn)是如何使 SRB的概念適用于BEB機(jī)制。為了清楚起見(jiàn)，像S-BEB、S-DCF和S-EDCA那樣，前綴S用于指代具有SRB能力的方法。如上面所討論，SRB與一般隨機(jī)退避方法的主要差異在于，除了普通隨機(jī)成分之夕卜，還將預(yù)留成分引入SRB中。通過(guò)加入預(yù)留成分，BEB演變成S-BEB。在S-BEB中，將預(yù)留參數(shù)M設(shè)置成(CWmin+l)/2。注意，在BEB中，立即成功發(fā)送之間的平均間隔是(CWmin+l)/2 時(shí)隙，因此為M選擇(CWmin+l)/2與BEB中的最小時(shí)延(平均起來(lái))相比在預(yù)留狀態(tài)下保持了 S-BEB的平均時(shí)延。S-BEB的偽碼如下
權(quán)利要求
1.一種方法，所述方法包含 確定是否已經(jīng)發(fā)生成功的單播發(fā)送；響應(yīng)于所述確定將競(jìng)爭(zhēng)窗口調(diào)整到最小值并且將時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器調(diào)整成所述競(jìng)爭(zhēng)窗口的數(shù)值加1的二分之一；以及使用多種調(diào)整方案之一調(diào)整所述競(jìng)爭(zhēng)窗口并且從零和所述競(jìng)爭(zhēng)窗口之間的間隔中選擇所述時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)整方案包括二進(jìn)制指數(shù)退避、成倍增加線(xiàn)性減小、指數(shù)增加指數(shù)減小和線(xiàn)性增加線(xiàn)性減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包含 確定是否有更多要發(fā)送的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于所述確定發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
4.一種裝置，包含確定是否已經(jīng)發(fā)生成功的單播發(fā)送的部件；響應(yīng)于所述確定將競(jìng)爭(zhēng)窗口調(diào)整到最小值并且將時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器調(diào)整成所述競(jìng)爭(zhēng)窗口的數(shù)值加1的二分之一的部件；以及使用多種調(diào)整方案之一調(diào)整所述競(jìng)爭(zhēng)窗口并且從零和所述競(jìng)爭(zhēng)窗口之間的間隔中選擇所述時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器的部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述裝置是移動(dòng)設(shè)備、服務(wù)器和基站之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，還包含 確定是否有更多要發(fā)送的數(shù)據(jù)的部件；以及響應(yīng)于所述確定發(fā)送所述數(shù)據(jù)的部件。
全文摘要
描述了方法和裝置，包括確定是否已經(jīng)發(fā)生成功的單播發(fā)送；響應(yīng)該確定將競(jìng)爭(zhēng)窗口調(diào)整到最小值并將時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器調(diào)整成競(jìng)爭(zhēng)窗口的數(shù)值加1的二分之一；以及使用多種調(diào)整方案之一調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)窗口并從零與競(jìng)爭(zhēng)窗口之間的間隔中選擇所述時(shí)隙退避計(jì)數(shù)器。
文檔編號(hào)H04W74/08GK102474883SQ201080033316
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者何勇, 李鈞, 馬小駿 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司