[发明专利]一种服务质量敏感的802.11e多媒体数据分组调度方法

说明书

技术领域

本发明是涉及计算技术领域，特别是涉及多媒体业务的传输应用，具体为一种服务质量敏感的802.11e多媒体数据分组调度方法。

背景技术

随着多媒体技术的广泛应用和无线通信技术的大力发展，多媒体业务在无线网络中的应用越来越受到人们的关注。无线网络的数据分组调度方法通过决定数据分组传输的顺序或时序，用以保证网络传输公平性和提高网络吞吐量，已经成为提高无线网络中传输效率的有效方法。

然而，迄今为止，针对802.11协议的数据调度方法较少，数据分组传输公平性难以得到保证，迫切需要设计有效的直接针对802.11协议的数据分组调度方法和具体实现机制。

现有IEEE 802.11协议中，如802.11b，采取的是分布式协调功能机制(Distributed Coordination Function，DCF)，无线信道的使用权通过各个节点竞争来决定，采用CSMA/CA策略，在传输数据前进行信道检测，若信道处于空闲状态，节点需要等待一段额外的时间——分布式帧间间隔(DistributedInter-Frame Space，DIFS)。过了DIFS之后，若信道仍然空闲，则可开始传输数据。在802.11b中只有一个队列，所有数据业务属于先来先服务的类型，没有区别对待业务类型，这样不能保证服务质量(Quality of Service，QoS)要求高的数据业务的服务(如延迟要求高的实时业务不一定能够得到优先服务)。

为了对音频、视频等多媒体业务进行区分服务，IEEE成立了802.11e工作组，提出了802.11e协议。该协议为各种多媒体业务提供了不同的QoS支持。如音频、视频、FTP等按照服务质量需求分别拥有不同的优先级。

增强分布式信道接入(EDCA)机制是IEEE 802.11e协议中采用的基于竞争的信道访问机制。802.11e定义了8个用户优先级(User Priority，UP)，8类数据业务流分别映射到4个AC队列中，分别是：音频流(AC-VO，Voice)、视频流(AC-VI，Video)、尽力服务流(AC-BE，Best Effort)和背景流(AC-BK，Background)。二者对应关系如表1所示。EDCA机制中，为了让用户优先级较高的AC队列有更多机会竞争到信道的访问权，每个AC队列都有其对应的参数：仲裁帧间间隔(AIFS，Arbitration Inter-Frame Space)、最小竞争窗口值CW_min、最大竞争窗口值CW_max、传输机会(TXOPlimit)，EDCA基本访问机制如图1所示。

从图1中可以看出，拥有较小的AIFS或者竞争窗口值(Contentionwindow，CW)的AC队列将优先获得信道的访问权。每个AC队列在信道的竞争过程中，都拥有各自的AIFS[AC]，CW_min[AC]，CW_max[AC]，当竞争信道发生冲突时，就进入退避(backoff)程序。退避过程是，AC队列退避计时器减到0的队列访问信道，若计时器同时减到0，则优先级别最高的AC队列获得信道访问权，其他AC队列则又进入下一轮退避过程。在这过程中，因为较高传送优先级的AC队列其竞争窗口较小，故随机产生的退避值也较小，则其拥有较大的概率竞争到信道的访问权。表2是802.11e中各AC队列优先级别及参数设置。

表1用户优先级与AC映射表

表2802.11e各AC队列参数设置

各个队列在竞争信道时的优先权有差异，各队列的传送优先级别分别为Voice＞Video＞Best Effort＞Background。图2是802.11e EDCA机制映射方案，音频流进入AC-VO队列，视频流进入AC-VI队列，尽力服务流进入AC-BE队列，背景流进入AC-BK队列。每个AC队列包括4个参数：AIFS(其中：AIFS[AC]＝AIFSN[AC]*时隙+SIFS，SIFS为短帧间隔)、传输机会、最小竞争窗口值CW_min、最大竞争窗口值CW_max。