基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备技术

本发明专利技术描述了一种用于在基于竞争的网络中获取通信媒体访问的方法和设备，包括步骤：基于该基于竞争的网络中的站台的数量确定时隙计数，调整该时隙计数，当该时隙计数到达一个预定的数值时开始帧传输，其中，调整站台的数量和地址队列来反映优先级。进一步地，本发明专利技术还描述了一种用于在基于竞争的网络中获取通信媒体访问的方法和设备，包括：接收基于该基于竞争的网络中的站台的数量的时隙计数，调整该时隙计数；当该时隙计数到达一个预定的数值时开始帧传输，其中，调整站台的数量和地址队列来反映优先级。

【技术实现步骤摘要】
基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备本申请是2007年6月22日提交的申请号为200780053322.0的专利技术专利申请“基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备”的分案申请。
本专利技术涉及基于竞争的网络中的媒体访问(mediaaccess)，尤其涉及通过减少或消除基于竞争网络中的竞争来获取对基于竞争的网络中的通信媒体的访问。
技术介绍
媒体访问控制(mediaaccesscontrol,MAC)层的主要功能是提供公平机制来控制对共享的通信媒体的访问。但是，在诸如IEEE802.11WLAN的无线通信媒体中，MAC层必须在发送数据帧之前获得对网络的访问。可以通过两种不同的访问机制来完成：基于竞争的机制和中央控制访问机制。基于竞争的机制被称作分布协调功能(distributedcoordinationfunction,DCF)。中央控制访问机制被称作点协调功能(pointcoordinationfunction,PCF)。PCF模式允许实现服务质量(qualityofservice，QoS)机制，但是其是可选的，并且需要额外的交互来协商移动终端和接入点(accesspoint，AP)之间的QoS。通常做为默认模式使用的DCF模式不提供任何QoS机制。因此，在一个无线局域网(wirelesslocalareanetwork，WLAN)中，包括基站AP在内的所有站台(station)都有相同的概率来获得对媒体的访问以及通过媒体发送数据。这类服务被称为“最大努力(besteffort)”。3种帧间间隔(inter－framespace，IFS)的间隔(interval)推迟了IEEE802.11站台对于媒体的访问，以及提供了多种优先级别。每一种间隔(interval)定义了上一帧的最后一个符号的结束和下一帧的第一个符号的开始之间的时间。短帧间间隔(shortinter-framespace，SIFS)通过允许一些帧可以在其它帧之前访问媒体来提供最高的优先级别，例如，ACK帧，清除发送(clear－to－send，CTS)帧，或者上一个数据帧的片段。因为在任何一个时间段中只能发送一个传输流，所以多个无线站台同时试图发送数据会导致下行通信媒体和上行通信媒体中的冲突。这个问题在业务量大的时候尤其明显，并且可能使得协议不稳定。为了能够同时发送和接收数据，IEEE802.11MAC层没有使用冲突检测，而是使用了冲突避免。为了解决冲突问题，使用二进制指数退避(binaryexponentialbackoff)来使得后续的发送尝试在时间上随机交错。DCF使用物理和虚拟的载波监听机制(带有冲突避免的载波监听多路访问，carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,CSMA/CA)以及二进制指数退避，从而允许在监听信道活跃后进行访问尝试。用于IEEE802.11标准家族的退避过程(backoffprocedure)最初被DCF模式引入，用做冲突避免的基本解决方案。后来则被IEEE802.11e用于解决增强分布式信道访问功能(enhanceddistributedchannelaccessfunction，EDCAF)中的内部冲突问题。正在制定之中的IEEE802.11n标准仍然把退避过程做为用于支持移动站间的分布式访问的基本方法来使用。现在，IEEE802.11系列的几乎所有的商业无线产品把DCF/EDCAF做为媒体访问的解决方案来使用，因此，很大程度上依赖退避机制来避免冲突。在本文中，“/”表示相同或相似组件或结构的别名。即，“/”和“或”在本文中的意思相同。指数随机退避过程的原理和操作在这两个标准中类似。为了介绍本专利技术的
技术介绍
，下面描述了IEEE802.11中的退避过程。在发送每一个数据帧之前，移动站(包括AP)使用物理或者虚拟载波监听来确定无线媒体的状态。如果繁忙，移动站选择均匀分布在0和竞争窗口(contentionwindow，CW)之间的一个随机数，把它做为用于退避的时隙计数(slotcount)的初始值。如果确定媒体在DCF帧间间隔(DCFinter-framespace，DIFS)加时隙计数的随机数之后空闲(其中每过一个时隙时间(slottime)移动站就把时隙计数减一)，那么移动站发送数据。如果在退避的任何时候检测到媒体繁忙，那么暂停该过程。每一次发送尝试不成功，指数级增加竞争窗口。竞争窗口开始于最小值CWmin，可以增加到最大值CWmax。包括时隙时间，DIFS，CWmin，CWmax在内的所有与退避过程相关的参数都要为物理层指定。图1示例性的表示了上述的随机退避过程。在该场景中，无线局域网(WLAN)包括一个接入点和三个关联的移动站。在本文中，接入点包括桥接器、路由器、桥接路由器以及其它任何被站点用于访问网络的设备。并且，接入点还做为无线电网络(无线网络)和有线局域网之间的连络点。图1显示了两轮媒体竞争。接入点(AP)首先发送了一个数据帧。媒体在发送结束后变为空闲(idle)。当判断媒体在等于DIFS的时间内连续的空闲，包括AP在内的所有站点运行指数随机退避过程来对媒体进行竞争。此时，每一个站台都维持一个用于退避的时隙计数。对于赢得上一轮竞争的AP，在竞争窗口[0，CW]中随机选取它的时隙计数。而其它的站台仍然保持各自在上一轮竞争中的时隙计数。时隙计数被站点用来确定它在发送数据之前，需要等待多久时间才能对媒体是否繁忙进行判定。如图1所示，在第一轮竞争中，用于AP的时隙计数的随机数是7。站点1的时隙计数是8。站点2的时隙计数是5。站点3的时隙计数是3。如果在一个时隙时间内媒体空闲，那么每过一个该时隙时间，所有站点都分别把各自的时隙计数减1。因为站点3有最小的退避时隙计数(3)，所以在媒体空闲了3个时隙时间之后站点3赢得了竞争，并且站点3在第4个时隙时间里开始新帧的发送。请注意，在站点3开始发送的时候，其它站点已经把它们的时隙计数减3。当站点3完成发送，则开始第二轮竞争，并且站点3在竞争窗口[0，CW]中随机选取8做为它的时隙计数。在第一轮中，其它站点使用它们剩余的用于退避的时隙计数。现在，AP的时隙计数是4。站点1的时隙计数是5。站点2的时隙计数是2。站点3的时隙计数是8。在这一轮竞争中，站点2有最小的时隙计数，因此它在DIFS加上两个时隙时间之后赢得了竞争并发送数据帧。以上过程在网络的存续期间内重复执行。随机退避过程存在的主要缺陷是：时隙计数的随机选取数值可能削弱媒体的利用率，从而降低载波监听多路访问(CSMA)技术的性能。两种因素可能会引起利用率的削弱。第一种因素是，标准中规定具有最小的退避时间(时隙计数)的站台赢得对媒体的访问。因此，在下一次数据发送之前存在一段媒体空闲的时期。在连续的数据帧发送之间存在的这种空闲会对退避过程的效率造成不利影响。第二种因素是多个站台之间存在冲突的概率。虽然在退避时隙的选择上使用随机过程能够大幅度的减轻冲突，但是仍然不能忽视其在网络性能上的不利影响，尤其是竞争站台数目较大的时候。随机退避过程的另一个缺陷是在站台间缺少公平。一旦未成功发送则把竞争窗口扩大一倍的方法会在下一个竞争期间/竞争周期中把站台置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基于竞争的网络中获取通信媒体访问的方法，所述方法包括：基于所述基于竞争的网络中的站台的数量来确定时隙计数；调整所述时隙计数，并采用循环服务来减少或消除所述基于竞争的网络中的竞争；当所述时隙计数到达一个预定值的时候开始帧传输；在每个所述帧传输结束时校准所述时隙计数，使用slot(i)＝(seq(i)‑seq(j))mod(C

【技术特征摘要】
1.一种用于在基于竞争的网络中获取通信媒体访问的方法，所述方法包括：基于所述基于竞争的网络中的站台的数量来确定时隙计数；调整所述时隙计数，并采用循环服务来减少或消除所述基于竞争的网络中的竞争；当所述时隙计数到达一个预定值的时候开始帧传输；在每个所述帧传输结束时校准所述时隙计数，使用slot(i)＝(seq(i)-seq(j))mod(C1)来完成所述校准，其中seq(i)和seq(j)表示站台i和站台j在地址序列中地址的相对位置，其中在两个连续的帧传输之间的时间间隔等于DIFS加上一个时隙时间；通过增加站台的数量和把具有高优先级业务/数据的站台多次插入地址队列来提供具有优先级的服务；以及当所述网络中站台的数量很大但是所述网络之中只有一小部分站台有数据发送时，两个或更多站台共享同一时隙，其中在每1/Nss个时隙给予共享所述同一时隙的站台确定性的机会用于开始帧传输，其中Nss是共享所述同一时隙的站台的数量。2.如权利要求1所述的方法，其中所述基于竞争的网络中的所述站台共享所述通信媒体。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括发送加入所述基于竞争的网络的请求。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括接收关于所述基于竞争的网络使用的通信媒体访问方法、所述站台的数量、所述时隙计数和地址队列的信息。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括发送确认。6.如权利要求4所述的方法，进一步包括发送去关联消息。7.一种用于在基于竞争的网络中获取通信媒体...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小骏，何勇，章志刚，张焕强，李钧，查尔斯传明王，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR