[发明专利]基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备

说明书

本申请是2007年6月22日提交的申请号为200780053322.0的发明专利 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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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，carriersensemultipleaccesswith collisionavoidance,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，IEEE 802.11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。