[发明专利]基于IEEE802.16d标准的无线Mesh网MAC层资源调度策略

说明书

技术领域

本发明属于无线Mesh网通信领域，基于IEEE802.16d标准，针对无线Mesh网络的MAC层所提出的资源调度策略。

背景技术

MAC层协议的好坏直接影响到网络吞吐量、时延等性能指标的优劣。如何解决多个用户高效、合理地共享有限的无线信道资源问题，是MAC层协议要解决的问题。并且随着无线Mesh支持的业务种类越来越多，不同业务要求的服务质量(QoS)不同，如何保证不同业务种类的不同QoS需求是MAC层调度需要研究并加以解决的问题。

虽然在IEEE 802.16-2004标准中对Mesh模式的MAC层协议进行了规定，但是该MAC层协议并没有对带宽调度进行详细说明，因此具有很大的研究空间。

通过设计一种资源调度策略，使得在单业务源的情况下，使用一种公平的端对端调度方法进行资源调度，使得业务流之间公平地使用网络的带宽资源。在多业务的情况下，根据业务实时性要求的不同，可对各种不同的业务流设置不同的优先级，使用一种动态带宽分配方法，使得在满足每种业务流的QoS的前提下，尽可能提高系统的吞吐量。

发明内容

本发明的目的是使得无线Mesh网在单业务的情况下有较好的公平性，在多业务情况下，在满足每种业务流的QoS的前提下，尽可能提高系统的吞吐量。

本发明采用的技术方案是：

网络中只有一种类型的业务时，为了保证每条业务流之间的公平性，采用一种公平的端对端资源调度方法，目的是为解决系统吞吐量随跳数增加而减少这一问题。

公平的端对端资源调度方法对邻居节点之间的带宽进行调度，以达到使每个端对端的业务流公平的占用带宽。

这种调度方法的实施分为四种机制：带宽请求/授权机制、调度机制、时隙分配机制和补偿机制。该方法提出的三个前提假设：

1)网络拓扑固定。

2)链路具有足够的可靠性。

3)单一的无线射频接口。

所述的带宽请求/授权机制具体内容包括：从上层接收到的服务数据单元(SDU)被送进分组调度器中，每个分组调度器选择要传送的分组，封装成协议数据单元(PDU)，然后送往物理层。在每个分组调度器里，不同的业务分组被送进不同的缓存中，采用赤字轮询(DRR)调度方式调度。

以下定义，只要从源节点产生一个SDU，发送给目的节点，则认为是从源节点到目的节点的一个业务流。对于该业务流的路径中任一节点X，执行以下两种情况：

a)当任一节点X接收到该SDU时，查找它的有效流列表，如果列表中没有该业务流的记录，则添加该业务流到其有效列表。

b)当任一节点X在某个规定的时间内还没有接收到该流的SDU时，则任一节点X将这业务流从其有效列表中删除。

对于任一节点X，维护着两类队列：请求队列和授权队列。

请求队列：如果有业务流从任一节点X流向其邻居节点Y，则任一节点X维护着一个虚拟的向其邻居节点Y的请求队列，请求队列中包含以下状态变量：

req_Y^out：任一节点X通过请求信息单元(request IEs)向其邻居节点Y发送请求，通知它要传输的字节数；

cnf_Y^out：任一节点X确认其邻居节点Y分配给它的字节数；

blog_Y^out：任一节点X向其邻居节点Y发送等待的字节数，因为这些等待的数据发送的带宽请求消息未被处理；

如果blogYout=0,]]>则认为请求队列无效，该队列从有效列表中删除。

再定义一个变量pending，该变量计算如式1-1。再为该变量定义一个阈值——pending_max，当超过阈值时，表明请求节点的请求已经不能被授权节点所满足。