[发明专利]利用周期性的信道时间分配来提供服务质量信息

说明书

本申请要求2004年3月8日递交的第60/659,612号在先美国申请的优先权，在这里明确地将它引入作为参考。

随着信道调制技术的发展，无线通信带宽显著增大，使得无线介质成为有线和光纤方案的可行替换。在数据和语音通信中，无线连接的应用继续扩大范围。这些设备包括移动电话、无线网络(例如无线局域网(WLANS))中的便携式计算机，以及音频/视频流、视频/音频电话、无线网络中的静止计算机以及便携式手机等等。

每个无线网络都包括多个层和子层，例如介质访问控制(MAC)子层和物理(PHY)层。MAC层是开放式系统互联(OSI)栈中数据链路层的两个子层的较低层。MAC层在需要同时访问同一无线介质的许多用户之间进行协调。

MAC层协议包括多条规则，这些规则规范着对网络内用户共享的广播介质的访问。众所周知，已经定义了几种不同的多址技术(常常称为MAC协议)，用于在规范MAC层的协议中工作。这些包括但不限于载波侦测多址(CSMA)、频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)。

尽管一些标准和协议支持显著地改善对语音和数据业务的控制，但是在支持服务质量(QoS)要求的同时，对以已经增大的信道速率进行网络接入的需求的不断增长，已经在要求连续不断地评估协议和标准及其改变。例如，许多已知的协议，例如WiMedia超宽带(UWB)MAC1.0(作为ECMA标准368公布)以及其它不是基于时隙的WLAN，例如IEEE802.11，要求基于应用流的业务指标(TSPEC)，将来自应用的QoS要求向下传递到联网栈的较低层。收到应用流的TSPEC的时候，较低层，比如MAC，分配资源来为业务流提供服务，以满足QoS要求。在各种MAC协议中，一种这样的资源是能够用于发射数据或其它信息的播出时间。在这些无线MAC协议中提供服务质量信息一般涉及根据例如TSPEC中指定的服务质量要求分配播出时间。例如，在基于时隙的MAC协议中，例如在WiMedia超宽带MAC中，有各种途径来分配介质访问时隙(MAS)(例如介质访问时间)，它们导致延迟、节电等方面的性能差异。

为数据分配连续的播出时间块或者播出时间发射会给应用流带来很大的最大服务间隔。这会引起大的延迟。但是，为超帧过程中的数据发射均匀分布的较小时间分配要求发射设备频繁“苏醒”。每次苏醒需要200～300微秒，等于一个MAS的时间。这会导致节电性能下降。另外，在超帧过程中太多较小的分布的时间分配片段还可能导致无法发射整个数据包。此外，为超帧内数据发射要求分配的MAS片段增加了系统开销量。系统开销可能是例如MAC帧间空间(IFS)、分组化延迟，并且在超帧的结尾，如果没有足够的时间发射，发射机将不得不等待后面的服务间隔来发送它的整个数据包。

因此，需要一种方法和系统来克服所描述的已知方法的缺点。

一方面，在无线网络中分配介质访问时间的一种方法包括以下步骤：基于发射指标、延迟要求和本地资源确定应用流的周期性服务间隔；定义所述应用流的低等待时间类别和高效率类别；基于所确定的周期性服务间隔将所述应用流划分成所述低等待时间类别和高效率类别之一；基于所述划分步骤在所述超帧内分配介质访问时间。

在一个实施例中，所述定义步骤包括为所述周期性服务间隔建立门限。

在一个实施例中，所述划分步骤包括确定所述周期性服务间隔是否超过所述门限。

在一个实施例中，所述分配步骤包括在将所述周期性服务间隔划分成低等待时间类别的时候，在可以用于发射的多个分配区的每一个中，在超帧上均匀地分布介质访问时隙的步骤。

在一个实施例中，所述分配步骤包括在将所述周期性服务间隔划分成高效率类别的时候，分配相邻的介质访问时隙。

在一个实施例中，在超帧上均匀地分布介质访问时隙的步骤包括在超帧的二维表示的一个特殊部分内分配介质访问时隙的位置。

在一个实施例中，分配相邻的介质访问时隙包括在超帧的二维表示的一个特殊部分内分配介质访问时隙的位置。

一方面，在无线网络中分配介质访问时间的一种方法包括以下步骤：基于每个应用流的发射指标、延迟要求和本地资源确定至少两个应用流中每一个的周期性服务间隔；为所有应用流定义低等待时间类别和高效率类别；基于所确定的周期性服务间隔将所述至少两个应用流中的每一个应用流划分成所述低等待时间类别和高效率类别之一；基于所述划分步骤在超帧内分配介质访问时间。

在一个实施例中，所述分配步骤包括使超帧的二维表示中低等待时间类别应用流和高效率类别应用流之间的距离最长。