[发明专利]用于调整无线网络中的媒体访问控制参数的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线局域网(WLAN)中的通信，更具体来说涉 及用于满足服务质量(QoS)的无线通信协议的动态调整。

背景技术

用于无线LAN的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准正 在成为在许多工业、办公、家庭和医疗环境中建立网络的流行机制。 因为易于部署和建立基础设施以及使网络设备在具有连通性的同时 具有移动性，所以WLAN正在超越有线LAN而成为首选。IEEE 802.11 协议包括用于控制无线通信的媒体访问控制(MAC)层。基本的802.11 MAC层使用分布式协调功能(DCF)以在WLAN中的多个节点之间 共享无线媒体。DCF依赖于具有冲突避免的载波监听多路访问 (CSMA/CA)和可选的802.11RTS/CTS(Request to Send/Clear to Send： 请求发送/允许发送)以在节点之间共享媒体。传统802.11的主要局 限在于，它无法支持不同类型的业务之间的服务质量区别。即，在网 络中以相等的公平度处理各种类型的业务。这种特性对于尽力服务的 业务来说是足够的，但是对于延迟和吞吐量敏感的业务、例如实时视 频，需要优先级设置框架，其中高优先级业务获得所共享无线媒体的 更大份额。(注意：带宽主要因退避和无冲突而降低。通过CSMA和 RTS/CTS部分地防止了冲突)。

为了提供这种QoS区别，最初的802.11MAC定义称为点协调功 能(Point Coordination Function：PCF)的另一种协调功能。当节点经 接入点(AP)连接到网络时，AP以规则间隔(通常每0.1秒)发送 “信标”帧。在这些信标帧之间，PCF定义两个时段：无争用时段 (Contention Free Period：CFP)和争用时段(Contention Period：CP)。 在CP中，仅使用DCF。在CFP中，AP一次一个地向每个站发送无 争用轮询(CF-轮询)以赋予其发送分组的权限。AP是协调器。这样 能够更好地管理QoS。但是，如上文所述，PCF具有有限的支持，未 定义业务的分类，并且需要中央协调，这在高度动态的环境中是不适 合的。

因为传统802.11对QoS没有足够的支持，所以称为802.11e的新 标准已出现，它将业务交付区分优先级以便按不同关键性级别在业务 之间进行区别。新标准通过将独立MAC参数用于不同服务分类而获 得QoS。即，802.11e通过混合协调功能(HCF)的新协调功能而增强 了DCF和PCF。在HCF内，与传统802.11MAC中定义的类似，有 两种信道接入的方法：HCF受控信道接入(HCCA)和增强型分布式 信道接入(EDCA)。EDCA和HCCA都定义了业务分类(TC)。例如， 可以对电子邮件指定低优先级分类，而可以对基于无线LAN的语音 (VoWLAN)指定高优先级分类。

利用EDCA，802.11e实现通过将不同MAC参数(TXOP、CW、 AIFS、RL)用于不同业务分类而实现服务质量区别。传送机会(TXOP) 是站可以在其期间发送尽可能多的帧(只要传输的持续时间未超过 TXOP的最大持续时间即可)的有界时间间隔。如果帧太大而无法在 一个TXOP中传送，则将其分割成较小的帧。此外，EDCA包括接入 类别和用于接入每个信道的多个独立退避(back off)实体，包括：每 个分类的争用窗口大小(CWmin[AC])、仲裁帧间空间(AIFS[AC]) 和帧重传限制(RL[AC])。对于低和高优先级业务分类使用不同的 MAC参数，为较高优先级业务提供比低优先级业务更多的传送机会。