[发明专利]一种基于层间协作的家庭网络QoS保障方法

权利要求书

1.一种基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，所述的方法采用MAC层和业务层跨层的QoS控制策略，该策略结合控制节点的资源管理机制中的流量监控层、接纳控制层和资源分配层之间的跨层协作控制策略，具体步骤包含：

首先，通过业务层参数化Qos提取业务的QoS需求参数集，映射为家庭网络所需的QoS控制参数集；然后，资源管理机制结合MAC层的队列调度和介质访问控制机制根据业务层得到的QoS控制参数集或者反馈数据指导MAC和业务层面协作进行QoS保障；

其中，所述的资源管理机制的流量监控层提供的最大可用带宽数据为控制依据，依据该最大可用带宽数据接纳控制层与业务层的QoS协商配合控制进入网络的业务及流量，接纳该业务请求后资源分配层分配的带宽信息将指导MAC层的队列调度和混合介质访问控制机制。

2.根据权利要求1所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的参数化Qos的通过流量分类机制实现，该流量分类机制具体包含如下子步骤：

首先，根据流量类型和相应的参数描述流量，并用QoS需求参数集A进行描述；

然后，根据Qos需求参数集A运算后得到Qos控制参数B，所述的Qos控制参数B用于层间协作QoS控制的运行和调整的控制参数。

3.根据权利要求2所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的QoS需求参数集A，包括以下参数：带宽需求BW、延迟Delay、抖动Jitter、丢包率Lr、数据重要性Importance、文件大小FileSize或业务类型ServiceType；

所述的QoS控制参数集B，包括以下参数：数据优先级Prio，带宽变化范围BW_max～BW_min，延迟Delay或抖动Jitter。

4.根据权利根据权利要求1所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的资源管理机制通过流量监控模块、接纳控制模块和资源分配子模块协作实现，包括：带宽分配步骤、基于反馈的分配动态优化步骤和QoS调整的步骤；

所述的带宽分配步骤，根据业务的需求参数及网络的当前状态，为各个业务分配初始带宽，并与MAC机制配合完成共享信道中的多个设备访问信道的策略控制；

所述的基于反馈的分配动态优化步骤，基于反馈的分配动态优化结合业务站点的反馈调整带宽，达到带宽分配的动态调整；

所述的QoS调整步骤，当网络的资源不足以满足业务的当前需求时，降低业务QoS需求参数，用于保证高优先级业务的需求。

5.根据权利根据权利要求1所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的队列调度步骤具体包含如下子步骤：

首先，MAC层队列调度机制为每一个数据优先级Prio维护一个队列，业务数据根据优先级Prio进入相应队列被调度；

然后，优先级Prio高的队列数据优先使用信道，同一优先级队列中，如果有即将达到最大延迟Delay的分组，即T_queue为满足T_queue+T_serve≤Delay的最大值，则优先选择这样的分组进行传输，其中T_queue为分组进入队列的时长，T_serve为家庭网络为数据服务时间的估计值；

最后，高优先级队列被数据填满时，如果低优先级队列有空间，则新到达的高优先级数据进入低优先级队列，此时对于低优先级队列，优先处理高优先级的数据；对于实时性要求高的业务类型，当所分配到的带宽有限，导致出现T_queue+T_serve＞Delay的分组时，应对这样的分组进行丢包处理。

6.根据权利根据权利要求1或5所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的业务数据，根据分配的信道使用时间在规定的发送时间内发送数据，业务站点在发送完毕后，各个优先级队列的已用空间SendBuff_used被更新到传输令牌帧中并反馈给资源管理机制的流量监控模块。

7.根据权利根据权利要求1所述的基于层间协作的家庭网络QoS保障方法，其特征在于，所述的介质访问控制机制，采用基于业务区分及预测机制的混合MAC协议，该协议用于根据各个业务的优先级或带宽分配参数提供底层的支撑及保证。