[发明专利]基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法

说明书

本发明公开了一种基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法，所述方法不同于传统的MAC协议，而是根据数据包的紧急程度来控制媒介接入，所述紧急程度以剩余时延作为衡量依据，剩余时延少的数据包所在的站点，优先获得轮询机会，从而极大地避免了因超时发送丢弃数据包的网络资源浪费，同时，单次轮询可以发送多个数据帧，减少轮询帧的发送频率，提高了信道的有效利用率。

技术领域

本发明涉及无线局域网中的无线媒介接入控制领域，具体涉及一种基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法。

背景技术

IEEE 802.11无线局域网标准在构建无线宽带计算环境中起着非常重要的作用。无线网络中的多媒体应用通常是多用户的，需要QoS的支持，比如带宽、时延、抖动和误码率的保障。由于传统MAC层不支持QoS功能以及物理层受到噪声的干扰而经常改变状态，802.11无线局域网要保障QoS的需求是一个很大的挑战。因此，改进IEEE802.11MAC层协议，使其满足QoS需求，具有很大的应用意义。

IEEE 802.11的基本模式是DCF(Distributed Coordination Function，分布式协调功能)，DCF不提供QoS支持，此外还有基于轮询的PCF(Point Coordination Function，点协调功能)模式。DCF是802.11使用的基本媒体接入控制(MAC)方式，DCF是基于载波监听多址接入/冲突避免(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance)机制的。DCF只能提供尽力而为的(Best-effort)服务，而没有QoS的保障。有代表性的限时服务(比如IP电话、电视会议的声频或者视频)需要特定的带宽、时延和抖动，但可以忍受一些损耗。然而，DCF模式中，BSS里面所有的站点以同样的优先级去竞争资源和信道。这个无差别的机制不能给高优先级的站点或者多媒体业务流提供带宽、时延和抖动的保障。不同业务流的吞吐量或者时延是没有差别的，多种业务流用同一条队列，所以，它们的时延基本是相同的。PCF允许802.11网络提供一种强制性的“公平”去接入媒体。在某种程度上，PCF下的媒体接入采用类似于轮询的媒体接入控制方案，把发送数据权轮流交给各个站点。点协调器控制媒体接入，接入点有相应的功能来配合点协调器。只有在点协调器的允许下，站点才能发送数据。PCF下的媒体接入采用点协调器轮询的网络协议。

传统的802.11无线局域网标准只能提供“尽力而为(Best-effort)”的服务，无法满足语音、视频等多媒体实时业务的QoS。为了增强服务质量的支持，IEEE委员会提出了IEEE 802.11e，根据业务类别的不同而有不同的传输优先级。对实时性要求高的语音和视频等信号有较高的优先级，而对实时性要求低的数据文本则有较低优先级，高优先级的业务比低优先级的业务有更多接入信道的机会。相比传统的802.11无线局域网标准，IEEE802.11e的QoS性能有了一定的提升。但从QoS的定义来看，具有QoS保障的无线MAC协议应该优先让更加紧急的数据包获得接入信道的机会。由于无线链路的状态多变性所导致的时延抖动，以及不同传输路径经过的路由跳数是不一样的，IEEE 802.11e所定义的低优先级类别的数据帧有可能比高优先级类别的数据帧，具有更紧急的时延要求。然而，在IEEE802.11e下，仍优先发送高优先级类别的数据帧，而不是真正意义上更紧急的数据帧。另一方面，高优先级类别的数据帧一旦发生爆发，将长期占用信道资源，而低优先级类别的数据帧就很难获得接入信道的机会。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法，所述方法提高了无线局域网的服务质量，最晚离开时刻小的数据包能够优先接入信道，如果同一站点有多个最晚离开时刻小的数据包，能实现连续传送。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

基于最晚离开时刻和最小堆的点协调无线媒介接入方法，所述方法包括以下步骤：