[发明专利]区分服务的无线网络中的QoS测量和监视

说明书

技术背景

无线连接技术在数据和话音通信中的应用仍在增长。因此，无线通信带宽随着信道调制技术的发展而显著增加，从而使无线局域网(WLAN)成为有线和光纤解决方案的真正取代品。

众所周知，标准通常是用来管理WLAN的。一种这样的标准是IEEE 802.11。IEEE 802.11标准涵盖WLAN的媒体接入控制(MAC)子层和物理(PHY)层的规范。

虽然802.11标准在话音和数据业务控制方面已经取得了很大进步，但是，对网络接入的需求以提高的信道速率持续增长，同时支持服务质量(QoS)需求，这需要持续评估标准及其某些变形。例如，已经对支持WLAN中的实时多媒体服务(例如，流视频)以及继续支持网络中的遗留语音和数据业务付出了很大努力。IEEE 802.11E在一定程度上解决了这些问题。

802.11E标准源自需要通过共同的信道发送多媒体和现有业务。应当认识到，多媒体业务与许多现有应用相比需要不同量的带宽和不同的信道接入延迟时间。为了试图通过协调媒体接入而提高网络的效率，接入点(QAP)或网络的主机通过多种方法中的一种方法准许接入媒体。这种媒体接入准许是基于标准的，并通常称之为服务区分。

一种用于协调WLAN的工作信道的接入/使用的技术是轮询。在轮询过程中，无线站(QSTA)在有某些要求(例如，流要求)的情况下向QAP传输信号。各QSTA将会把应用需求发送到QAP，QAP根据这些需求预留媒体(信道)。这样，通过特定的接入需求而不是通过普通的应用类型而准予媒体接入。这种媒体接入预留被称为业务规范(TSPEC，traffic specification)协议，并且是一种服务区分。

在接收到请求之后，QAP于是拒绝或接受该请求。向那些接受了流的QSTA发出论询，论询实际上是准许信道接入权限在指明的持续时间内的准许。

802.11E标准中描述了另一种优先级排序方法。这种方法将应用分成业务类，并且各类具有不同的接入优先级。根据这种方法，每一类业务或业务类型与较低的优先级业务相比具有不同的信道接入概率。

虽然上述区分服务的方法已显著提高了无线系统的能力，但增大的应用需求需要进一步改善。一种公知的改善是通过监视和测量在所提议的修订版802.11H和802.11K中包括的各种信道状态数据。

所提议的802.11H修订版包括监视频率，从而确保某些雷达设备未正在进行发送。如果这些设备正在进行发送，则QAP需要QSTA改变到不同的信道频率，例如，为了避免与雷达发生干扰。

所提议的802.11K修订版包括通过当前的QAP监视并测量关于邻近的QAP的信息、对QAP或其他QSTA隐藏的噪声的有关信息以及在所定义的时间阶段内获取的噪声直方图。

802.11H和802.11K的测量和监视技术可以用于提高无线网络中的网络管理。但是，这些公知的网络测量和监视技术不能满足区分服务网络的需要。例如，当前的测量和监视方法不能区分不同类型的业务。

IEEE 802.11k(例如，部分IEEE 802.1t tgK-D4.0部分7.3.2.22.10，标题为QoS Metrics Report)要求监视、存储、请求并报告区分服务无线网络中的数据。这使得QSTA将所测量的统计值报告给QAP，其包括在现有802.11网络(例如，802.11e MIB)中定义的管理信息基础(MIB)计数器。但是，这种测量需要测量平均延迟的普通技术。对于在802.11设备中实现而言，这并不是最佳的。例如，为了使用标准方法计算n个采样的平均延迟，QSTA将必须存储n个值，并执行n-1次加法和一次除法运算。因此，根据所需要的采样个数，标准方法可能导致需要更大的存储器和计算量。因此，这会消耗移动设备(其中的电池寿命至关重要)中的功率资源。

根据现有技术方法，为了维持平均延迟测量电流，QSTA将必须更新每个新的成功发送的帧的平均延迟或每个丢弃的帧的平均延迟，因为已经达到了重试限度或错过了延迟界限。现有技术中的更新需要较高的计算和存储成本，以保持更新过的平均延迟，尤其在高业务速率中。

举例而言，数据是延迟数据和队列数据。在示例性实施例中，对于每一种接入种类、每一种业务流、每一种用户优先级或每一种站，可以收集延迟数据或队列数据或两者。注意，这些业务类型仅仅是示例性的，对于处于无线领域的普通技术人员的理解范围内的其他业务类型而言，也可以收集这些数据。