專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路與電源管理的媒介存取控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種媒介存取控制(medium access control，簡(jiǎn)寫(xiě)成MAC)方法，適用于無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路，可提供服務(wù)品質(zhì)保證與省電的功效。具體的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的方法同時(shí)支援多重優(yōu)先權(quán)、快速控制權(quán)預(yù)約、動(dòng)態(tài)頻寬分配、允入控制、與電源管理等功能。
背景技術(shù)：
隨著可攜式電腦的普及與無(wú)線調(diào)變(modulation)技術(shù)的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的多媒體應(yīng)用程序渴望無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路(wireless local area networks)的通訊協(xié)定能夠支援服務(wù)品質(zhì)保證。無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的基本服務(wù)區(qū)(basicservice set)里頭通常包含有一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)(accesspoint，一般翻譯為無(wú)線存取點(diǎn)或無(wú)線橋接器)以及有限個(gè)數(shù)的移動(dòng)站(mobile station，簡(jiǎn)稱(chēng)station，為具無(wú)線通訊功能的設(shè)備，例如手機(jī)、PDA、筆記型電腦等)。移動(dòng)站通常是使用電池作為電力來(lái)源，由于電池的電力有限，而且一般預(yù)估電池的技術(shù)很難在短期間有重大突破，因此省電(power saving)的技術(shù)也就變得很重要。
目前無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11定義了二種媒介存取控制機(jī)制，分別為分散式協(xié)調(diào)功能(dstribued coordination function，簡(jiǎn)寫(xiě)成DCF)和集中式協(xié)調(diào)功能(point coordination function，簡(jiǎn)寫(xiě)成PCF)。DCF牙1用載波感測(cè)多重?cái)X取與碰撞預(yù)防(carrier-sense multiple accesswith collision avoidance，簡(jiǎn)寫(xiě)成CSMA/CA)的機(jī)制在競(jìng)爭(zhēng)期間(contentionperiod，簡(jiǎn)寫(xiě)成CP)提供非同步的資料傳輸。而PCF則是利用輪詢(xún)(polling)機(jī)制在免競(jìng)爭(zhēng)期間(contention-free period，簡(jiǎn)寫(xiě)成CFP)提供具有周期性傳輸需求的服務(wù)。PCF規(guī)定無(wú)線存取點(diǎn)必須擔(dān)任集中式協(xié)調(diào)者(pointcoordinator)的角色，并決定目前正在輪詢(xún)名單(polling list)里頭的哪一個(gè)移動(dòng)站擁有資料傳輸權(quán)。
雖然802.11嘗試著利用PCF來(lái)提供服務(wù)品質(zhì)保證，但是PCF具有下列缺點(diǎn)(1)任何一個(gè)移動(dòng)站如果想獲得免競(jìng)爭(zhēng)服務(wù)就必須在競(jìng)爭(zhēng)期間送出聯(lián)結(jié)(association)或再聯(lián)結(jié)(reassociation)訊框(frame)給無(wú)線存取點(diǎn)。因?yàn)镈CF是采用競(jìng)爭(zhēng)模式，所以無(wú)法保證移動(dòng)站何時(shí)才能加入到輪詢(xún)名單。(2)由于DCF并不支援優(yōu)先權(quán)(priority)的功能，所以有可能優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站會(huì)比優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站先加入輪詢(xún)名單。(3)802.11規(guī)定，在有無(wú)線存取點(diǎn)存在的無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路里頭，假如移動(dòng)站A有資料要送給移動(dòng)站B，則必須透過(guò)無(wú)線存取點(diǎn)轉(zhuǎn)送才行(也就是移動(dòng)站A→無(wú)線存取點(diǎn)→移動(dòng)站B)。和移動(dòng)站的間直接傳送資料訊框的方法相比，強(qiáng)制透過(guò)無(wú)線存取點(diǎn)將會(huì)增加頻寬的消耗量。(4)在免競(jìng)爭(zhēng)期間，每個(gè)被輪詢(xún)到的移動(dòng)站可傳送任意大小的資料訊框而不受任何限制(最大2304bytes；假如使用WEP加密，可達(dá)2312bytes)。由于免競(jìng)爭(zhēng)期間的時(shí)間長(zhǎng)度是有限的，如此一來(lái)，將有可能影響到輪詢(xún)名單里頭其他移動(dòng)站的資料傳輸時(shí)間。(5)由于PCF并不執(zhí)行任何允入控制(admission control)，這意味著輪詢(xún)名單的大小將不受任何約束。假如輪詢(xún)名單很大，將會(huì)有很多移動(dòng)站在免競(jìng)爭(zhēng)期間階段持續(xù)醒著等待接收資料或輪詢(xún)。如果移動(dòng)站在整個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間都沒(méi)有被輪詢(xún)到的話，就會(huì)白白醒來(lái)，無(wú)端浪費(fèi)一大堆電源。(6)若移動(dòng)站欲離開(kāi)輪詢(xún)名單，則必須在競(jìng)爭(zhēng)期間發(fā)出再聯(lián)結(jié)訊框來(lái)告知無(wú)線存取點(diǎn)。假如移動(dòng)站無(wú)法在競(jìng)爭(zhēng)期間送出再聯(lián)結(jié)訊框，那么一旦被無(wú)線存取點(diǎn)輪詢(xún)時(shí)，就必須回應(yīng)Null訊框，這些Null訊框都會(huì)導(dǎo)致頻寬的浪費(fèi)。
最近802.11e標(biāo)準(zhǔn)制訂委員會(huì)提出混合式協(xié)調(diào)功能(hybridcoordination function，簡(jiǎn)寫(xiě)成HCF)草案，主要定在競(jìng)爭(zhēng)期間添加支援服務(wù)品質(zhì)保證的新功能。HCF里頭包含二個(gè)媒介存取機(jī)制，分別為增強(qiáng)分散式頻道存取機(jī)制(enhanced distributed channel access，簡(jiǎn)寫(xiě)成EDCA)和混合控制式頻道存取機(jī)制(HCF controlled channel access，簡(jiǎn)寫(xiě)成HCCA)。傳統(tǒng)的802.11制訂了三種訊框間隙時(shí)間(inter-frame space，簡(jiǎn)寫(xiě)成IFS)，分別為SIFS(short IFS)、PIFS(PCF IFS)、DIFS(DCF IFS)，其中SIFS＜PIFS＜DIFS。為了要支援多重優(yōu)先權(quán)，EDCA制訂了一種新的訊框間隙時(shí)間，稱(chēng)為AIFS(arbitration IFS)。但是AIFS比傳統(tǒng)802.11的DIFS還大，這意味著現(xiàn)存的DCF移動(dòng)站有可能比EDCA的移動(dòng)站先搶到媒介傳輸權(quán)。此外，EDCA草案還規(guī)定優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站的CWmin比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站的CWmin還小，并且優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站的CWmax也比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站的CWmax還??；其中CW表示競(jìng)爭(zhēng)視窗，CWmin表示最小競(jìng)爭(zhēng)視窗，CWmax表示最大競(jìng)爭(zhēng)視窗。很不幸的，EDCA的方法可能遭逢優(yōu)先權(quán)逆轉(zhuǎn)(priority reversal)的問(wèn)題。也就是說(shuō)在802.11e里頭，優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站有可能比優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站搶先獲得資料傳輸權(quán)。這個(gè)優(yōu)先權(quán)逆轉(zhuǎn)的問(wèn)題相當(dāng)嚴(yán)重，有可能導(dǎo)致無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的使用者不愿意花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)優(yōu)先權(quán)較高的服務(wù)。因此，如何改善現(xiàn)行無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.11和802.11e，并保有相容性，是為本案的主要目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是在提供一種適用于無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的媒介存取控制方法，其兼具服務(wù)品質(zhì)保證與省電的功效，并具有多重優(yōu)先權(quán)、快速控制權(quán)預(yù)約、動(dòng)態(tài)頻寬分配、允入控制、與電源管理的功能。
本發(fā)明適用于無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的基本服務(wù)區(qū)(basic service set)。一個(gè)基本服務(wù)區(qū)里頭包含有一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)(access point)及復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)的移動(dòng)站(mobile station，簡(jiǎn)稱(chēng)station，為具無(wú)線通訊功能的設(shè)備，例如手機(jī)、PDA、筆記型電腦等)。每個(gè)移動(dòng)站可以處在待命模態(tài)(active mode)或省電模態(tài)(power saving mode)。處在省電模態(tài)的移動(dòng)站稱(chēng)的為省電移動(dòng)站。省電移動(dòng)站可藉由進(jìn)入休眠狀態(tài)(doze state)來(lái)節(jié)省電源的消耗。每一個(gè)移動(dòng)站只能和一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)做聯(lián)結(jié)(association)或和另一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)做再聯(lián)結(jié)(reassociation)，成為基本服務(wù)區(qū)里頭的一個(gè)成員。一旦聯(lián)結(jié)或再聯(lián)結(jié)成功，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)給該移動(dòng)站一個(gè)聯(lián)結(jié)識(shí)別碼(association ID，簡(jiǎn)寫(xiě)成AID)。AID是一個(gè)整數(shù)，用來(lái)區(qū)別基本服務(wù)區(qū)里頭不同的移動(dòng)站成員。
本發(fā)明的媒介存取機(jī)制定架構(gòu)在802.11的分散式協(xié)調(diào)功能(distributed coordination function，簡(jiǎn)寫(xiě)成DCF)之上，并確保能夠和DCF共存在同一個(gè)基本服務(wù)區(qū)里頭。在基本服務(wù)區(qū)里頭，無(wú)線存取點(diǎn)負(fù)責(zé)免競(jìng)爭(zhēng)期間及競(jìng)爭(zhēng)期間的交替。整個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間和競(jìng)爭(zhēng)期間合起來(lái)稱(chēng)為超級(jí)訊框(super frame)。
本發(fā)明是適用于免競(jìng)爭(zhēng)期間。在免競(jìng)爭(zhēng)期間一開(kāi)始的時(shí)刻(又稱(chēng)為target beacon transmission time，簡(jiǎn)稱(chēng)TBTT)，省電移動(dòng)站可以醒來(lái)等待接收向量串列輪詢(xún)(vector-list poll，簡(jiǎn)寫(xiě)成V-POLL)訊框；在此同時(shí)，無(wú)線存取點(diǎn)也必須持續(xù)監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)路，一旦媒介閑置時(shí)間達(dá)PIFS，便發(fā)出信標(biāo)(beacon)訊框來(lái)掌控整個(gè)媒介的控制權(quán)。信標(biāo)訊框里頭會(huì)記載著免競(jìng)爭(zhēng)期間的最大值(CFPMaxDuration)。
每個(gè)移動(dòng)站在免競(jìng)爭(zhēng)期間，除非被無(wú)線存取點(diǎn)輪詢(xún)到，否則不能傳送任何訊框。
本發(fā)明將免競(jìng)爭(zhēng)期間分為三個(gè)部分，分別為優(yōu)先權(quán)處理期間(prioritization period)，碰撞解析期間(collision resolution period)，和輪詢(xún)期間(polling period)。前面的兩個(gè)期間(優(yōu)先權(quán)處理期間和碰撞解析期間)合起來(lái)又稱(chēng)為注冊(cè)期間(registration period)。
本發(fā)明在優(yōu)先權(quán)處理期間會(huì)執(zhí)行優(yōu)先權(quán)處理程序(prioritizationprocedure)，在碰撞解析期間會(huì)執(zhí)行碰撞解析程序(collision resolutionprocedure)，在輪詢(xún)期間會(huì)執(zhí)行輪詢(xún)程序(polling procedure)。優(yōu)先權(quán)處理程序和碰撞解析程序合起來(lái)又稱(chēng)為注冊(cè)程序(registration procedure)。
本發(fā)明在優(yōu)先權(quán)處理期間，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)執(zhí)行一連串的訊框交換(handshake)來(lái)確保優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站能比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站先加入輪詢(xún)名單。
本發(fā)明在碰撞解析期間，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)執(zhí)行一連串的訊框交換來(lái)使得通過(guò)優(yōu)先權(quán)處理期間的移動(dòng)站能夠在有限時(shí)間的內(nèi)加入輪詢(xún)名單。
本發(fā)明在輪詢(xún)期間的一開(kāi)始，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)發(fā)出一個(gè)向量串列輪詢(xún)訊框(V-POLL frame)，用來(lái)讓輪詢(xún)名單的內(nèi)的移動(dòng)站能按向量串列輪詢(xún)訊框的指示依序傳送資料。一旦收到向量串列輪詢(xún)訊框，省電移動(dòng)站立刻檢查一下，如果發(fā)覺(jué)自己的AID不在向量串列輪詢(xún)訊框里頭，便可返回休眠狀態(tài)，以達(dá)到省電的效果。在輪詢(xún)期間結(jié)束之后，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)發(fā)出免競(jìng)爭(zhēng)期間結(jié)束(CF-End)訊框來(lái)結(jié)束免競(jìng)爭(zhēng)期間。
由于免競(jìng)爭(zhēng)期間的時(shí)間長(zhǎng)度是有限的(最大不得超過(guò)CFPMaxDuration)，如果注冊(cè)程序執(zhí)行地太久，將有可能影響到輪詢(xún)名單里頭成員的基本傳輸時(shí)間保障。因此本發(fā)明將允入控制(admissioncontrol)和注冊(cè)程序結(jié)合，使得無(wú)線存取點(diǎn)可以在適當(dāng)時(shí)機(jī)結(jié)束注冊(cè)程序。
資料訊框或資料流(flow)通常依其特性會(huì)有不同的優(yōu)先權(quán)，例如語(yǔ)音(voice)資料流通常比影片(video)資料流有更高的優(yōu)先權(quán)。在本發(fā)明里頭，我們將優(yōu)先權(quán)等級(jí)(priority level)分為H+1個(gè)，從0到H，數(shù)字愈大，表示優(yōu)先權(quán)愈高。如果一個(gè)移動(dòng)站還沒(méi)有加入輪詢(xún)名單，而且有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為h＞0的資料訊框或資料流需要傳送，才可以參與注冊(cè)程序，我們稱(chēng)這樣的移動(dòng)站為“欲注冊(cè)移動(dòng)站(active station)”。在無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)出信標(biāo)訊框之后，等待SIPS，便發(fā)出優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)(priorityenquiry，簡(jiǎn)寫(xiě)為PE)訊框來(lái)調(diào)查一下有沒(méi)有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為H的欲注冊(cè)移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單。若有欲注冊(cè)移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單，且優(yōu)先權(quán)等級(jí)為H，那么就必須在SIFS之后回復(fù)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)(priority response，簡(jiǎn)寫(xiě)為RR)訊框。根據(jù)欲注冊(cè)移動(dòng)站傳送優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框的情況，無(wú)線存取點(diǎn)可以得到下列其中一項(xiàng)結(jié)果(1)IDLE這表示無(wú)線存取點(diǎn)沒(méi)有收到任何優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框。(2)SINGLE這表示無(wú)線存取點(diǎn)成功地收到一個(gè)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框。這個(gè)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框至少要包含傳送者的AID及其目的地的MAC地址。這個(gè)傳送者的AID會(huì)被加入到輪詢(xún)名單里頭。(3)COLLISION如果PE/PR訊框交換的結(jié)果既不是IDLE也不是SINGLE，那無(wú)線存取點(diǎn)就將此結(jié)果視為COLLISION。
假如PE/PR訊框交換的結(jié)果為IDLE，那么無(wú)線存取點(diǎn)在等待一個(gè)PIFS媒介空閑時(shí)間之后，便繼續(xù)調(diào)查是否有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為H-1的欲注冊(cè)移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單。假如PE/PR訊框交換的結(jié)果為SINGLE，那么無(wú)線存取點(diǎn)在等待一個(gè)SIFS媒介閑置時(shí)間之后，便繼續(xù)調(diào)查是否有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為H-1的移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單。像這樣的優(yōu)先權(quán)調(diào)查步驟會(huì)一直執(zhí)行下去，直到下列其中一種事件發(fā)生(1)PE/PR訊框交換的結(jié)果為COLLISION。(2)無(wú)線存取點(diǎn)已經(jīng)詢(xún)問(wèn)過(guò)最低優(yōu)先權(quán)的欲注冊(cè)移動(dòng)站。(3)允入測(cè)試的結(jié)果不成立(亦即免競(jìng)爭(zhēng)期間所剩余的時(shí)間不足時(shí)；也就是說(shuō)，若繼續(xù)執(zhí)行注冊(cè)程序，將無(wú)法保障已經(jīng)在輪詢(xún)名單內(nèi)的成員的基本傳輸時(shí)間)。如果是第(2)種或是第(3)種情況，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)開(kāi)始執(zhí)行輪詢(xún)程序。如果定第(1)種情況，那么無(wú)線存取點(diǎn)將無(wú)法得知究竟是哪些欲注冊(cè)移動(dòng)站傳送優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框進(jìn)而導(dǎo)致COLLISION事件的發(fā)生。于是無(wú)線存取點(diǎn)就會(huì)發(fā)出注冊(cè)詢(xún)問(wèn)(registrationenquiry，簡(jiǎn)寫(xiě)為RE)訊框來(lái)宣告進(jìn)入碰撞解析期間，并開(kāi)始執(zhí)行碰撞解析程序。
一旦優(yōu)先權(quán)處理期間最后是以COLLISION的情況結(jié)束，并且發(fā)生在優(yōu)先權(quán)等級(jí)為h的情況，那么無(wú)線存取點(diǎn)就會(huì)執(zhí)行碰撞解析程序來(lái)找出造成COLLISION的欲注冊(cè)移動(dòng)站。本發(fā)明所采用的碰撞解析方法稱(chēng)為“樹(shù)狀分割演算法”。以圖6為例，假設(shè)基本服務(wù)區(qū)里頭共有16個(gè)移動(dòng)站，它們的AID分別為0-15。碰撞解析期間的一開(kāi)始，無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)出注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框來(lái)要求優(yōu)先權(quán)等級(jí)為h而且AID落在Address Pattern為{***1}范圍的欲注冊(cè)移動(dòng)站回復(fù)注冊(cè)回應(yīng)(registration response，簡(jiǎn)寫(xiě)為RR)訊框，其中{***1)為一個(gè)二進(jìn)位集合，包含{0001，0011，0101，0111，1001，1011，1101，1111}，其中“*”可以是0或1。如果此時(shí)剛好只有AID為13(13的二進(jìn)位表示法為1101)的移動(dòng)站發(fā)出注冊(cè)回應(yīng)訊框的話，那么移動(dòng)站13便會(huì)被加到輪詢(xún)名單里頭。無(wú)線存取點(diǎn)接著發(fā)出注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框來(lái)詢(xún)問(wèn)AddressPattern為{***0}范圍的欲注冊(cè)移動(dòng)站。如果此時(shí)有二個(gè)或二個(gè)以上的欲注冊(cè)移動(dòng)站回復(fù)注冊(cè)回應(yīng)訊框，變會(huì)發(fā)生COLLISION事件。無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)把Address Pattern的范圍減半，改為{**00}。參照?qǐng)D6，此時(shí)無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)偵測(cè)到IDLE的事件。但是無(wú)線存取點(diǎn)可以不須要接著探測(cè){**10}，因?yàn)橐欢〞?huì)發(fā)生碰撞的。按圖6所顯示的樹(shù)狀分割演算法示意圖持續(xù)探測(cè)下去，無(wú)線存取點(diǎn)便可在有限時(shí)間的內(nèi)找出當(dāng)初造成COLLISION的欲注冊(cè)移動(dòng)站。從圖6我們可知在時(shí)間點(diǎn)T731、T732、T733，移動(dòng)站13、10、6分別順利地加入輪詢(xún)名單里頭。
在本發(fā)明里頭，一旦碰撞解析程序結(jié)束，無(wú)線存取點(diǎn)就會(huì)發(fā)出向量串列輪詢(xún)訊框來(lái)宣告進(jìn)入輪詢(xún)期間。向量串列輪詢(xún)訊框里頭至少包含一個(gè)串列的向量，每個(gè)向量對(duì)應(yīng)到輪詢(xún)名單里頭的一個(gè)資料流，其內(nèi)容至少包含(1)被輪詢(xún)移動(dòng)站的AID、(2)這個(gè)被輪詢(xún)移動(dòng)站的目的地(receiver’s AID)、以及(3)被輪詢(xún)的移動(dòng)站所可以使用的傳輸時(shí)間(transmission opportunity，簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)XOP)。
在本發(fā)明里頭，如果一省電移動(dòng)站在檢驗(yàn)向量串列輪詢(xún)訊框之后，發(fā)覺(jué)自己的AID不在向量串列輪詢(xún)訊框里頭的話，便可返回睡眠狀態(tài)。另一方面，所有被輪詢(xún)的移動(dòng)站在輪詢(xún)期間都必須仔細(xì)聆聽(tīng)網(wǎng)路的情況，并按照向量串列輪詢(xún)訊框所指示的次序來(lái)依序傳送資料。
為了節(jié)省電源，無(wú)線存取點(diǎn)必須設(shè)法安排輪詢(xún)期間被輪詢(xún)的移動(dòng)站的傳輸次序(order)，以便讓移動(dòng)站花在清醒狀態(tài)(active state)的時(shí)間能夠愈少愈好。在本發(fā)明里頭，如果某個(gè)移動(dòng)站所需的傳輸和接收總時(shí)間愈小，無(wú)線存取點(diǎn)便應(yīng)盡可能的先輪詢(xún)那個(gè)移動(dòng)站。
本發(fā)明支援多媒體資料的傳輸。多媒體的資料流通常可分為兩類(lèi)定速資料流(constant bit rate，簡(jiǎn)寫(xiě)成CBR)和變速資料流(variable bit rate，簡(jiǎn)寫(xiě)成VBR)。傳輸變速資料流的移動(dòng)站在每個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間所渴望的傳輸時(shí)間(demanded TXOP，用符號(hào)dTXOP來(lái)表示)可能會(huì)不一樣。為了確保能夠獲得傳輸時(shí)間的保障，移動(dòng)站必須在注冊(cè)過(guò)程中跟無(wú)線存取點(diǎn)提出要求保障的傳輸時(shí)間(guaranteed TXOP，用符號(hào)gTXOP來(lái)表示)。
在本發(fā)明里頭，移動(dòng)站向無(wú)線存取點(diǎn)提出自己所需的dTXOP和gTXOP的方法如下移動(dòng)站必須在注冊(cè)期間提出自己所需的gTXOP以及一旦順利加入輪詢(xún)名單之后在當(dāng)次輪詢(xún)期間所需的dTXOP。如果移動(dòng)站順利加入輪詢(xún)名單，那么往后每次被輪詢(xún)的時(shí)候都必須在傳送資料的同時(shí)順帶提出(piggYback)在下一個(gè)輪詢(xún)期間所需的dTXOP。
在本發(fā)明里頭，一旦移動(dòng)站順利加入輪詢(xún)名單，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)根據(jù)所有進(jìn)入輪詢(xún)名單的移動(dòng)站所宣告的dTXOP和gTXOP來(lái)分配每一個(gè)被輪詢(xún)移動(dòng)站在輪詢(xún)期間的傳輸時(shí)間(TXOP)。在本發(fā)明里頭，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)在發(fā)出向量串列輪詢(xún)訊框的前先計(jì)算免競(jìng)爭(zhēng)期間所剩余的頻道時(shí)間(channel time)，并保證每個(gè)輪詢(xún)名單里頭的成員(例如AID為Ai的移動(dòng)站)可以至少獲得基本傳輸時(shí)間min{dTXOP-Ai，gTXOP-Ai}，其中dTXOPAi表示AID為Ai的移動(dòng)站所需的dTXOP，gTXOP-Ai表示移動(dòng)站Ai所宣告的gTXOP，并且min{dTXOP-Ai，gTXOP-Ai}表示dTXOP Ai和gTXOP-Ai的最小值。若還有剩余的頻道時(shí)間，無(wú)線存取點(diǎn)才會(huì)將這些多余的頻道時(shí)間分配給有超額需求的輪詢(xún)名單成員(也是就是dTXOP大于gTXOP的輪詢(xún)名單成員)。
由于免競(jìng)爭(zhēng)期間的時(shí)間長(zhǎng)度是有限的(最大不得超過(guò)CFPMaxDuration)，為了保障輪詢(xún)名單成員在輪詢(xún)期間的基本傳輸時(shí)間(min{dTXOP-Ai，gTXOP-Ai})，注冊(cè)程序不可執(zhí)行太久。無(wú)線存取點(diǎn)必須掌控整個(gè)注冊(cè)程序，不可以為了要讓新的欲注冊(cè)移動(dòng)站加入，而導(dǎo)致輪詢(xún)名單成員的基本傳輸時(shí)間保障受損。傳統(tǒng)的允入控制(admissioncontrol)是由移動(dòng)站發(fā)出訊框來(lái)跟無(wú)線存取點(diǎn)提出傳輸時(shí)間需求，如果無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)覺(jué)剩余的頻寬資源不夠，便會(huì)回應(yīng)拒絕訊框。我們認(rèn)為最終會(huì)導(dǎo)致失敗的訊框交換根本走在浪費(fèi)寶貴的無(wú)線頻寬。本發(fā)明采用先進(jìn)的作法，將允入控制和注冊(cè)程序結(jié)合；也就是說(shuō)，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)在優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框或注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框里頭公告目前免競(jìng)爭(zhēng)期間的剩余時(shí)間(以符號(hào)RACT來(lái)表示)，如果欲注冊(cè)移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單，就必須自己做允入測(cè)試。當(dāng)欲注冊(cè)移動(dòng)站的基本傳輸時(shí)間需求小于或等于RACT時(shí)才可以發(fā)出優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框或注冊(cè)回應(yīng)訊框。如果欲注冊(cè)移動(dòng)站的基本傳輸時(shí)間需求大于RACT，就必須調(diào)整所需的基本傳輸時(shí)間需求或者放棄參與注冊(cè)程序，等待下一次的免競(jìng)爭(zhēng)期間。
綜合上述所說(shuō)，我們可得知和已知的方法(無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.11與802.11e)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明采用訊框交換的技術(shù)來(lái)支援多重優(yōu)先權(quán)，并保證優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站可以比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站先加入輪詢(xún)名單。這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.11與802.11e所做不到的。
(2)本發(fā)明采用樹(shù)狀分割演算法來(lái)達(dá)成即時(shí)傳輸控制權(quán)預(yù)約的功效，可保證通過(guò)優(yōu)先權(quán)處理期間的欲注冊(cè)移動(dòng)站可以在有限時(shí)間的內(nèi)加入輪詢(xún)名單。這是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)802.11與802.11e所做不到的。
(3)在本發(fā)明里頭，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)根據(jù)移動(dòng)站所宣告的dTXOP和gTXOP來(lái)分配輪詢(xún)期間移動(dòng)站的傳輸時(shí)間(TXOP)，使得在輪詢(xún)名單里頭每個(gè)成員的頻寬需求可以盡可能地被滿(mǎn)足。
(4)因?yàn)槊飧?jìng)爭(zhēng)期間的時(shí)間長(zhǎng)度是有限的，因此在本’發(fā)明里頭，我們將允入控制和注冊(cè)程序結(jié)合，使得無(wú)線存取點(diǎn)可以節(jié)約無(wú)線頻寬的使用，又可允入最多的新成員，還保障輪詢(xún)名單里頭成員的基本傳輸時(shí)間需求。
(5)本發(fā)明利用下列三種方式達(dá)成省電的效果(a)和競(jìng)爭(zhēng)式的MAC協(xié)定(例如802.11的DCF或802.11e的EDCA)相比，本發(fā)明利用輪詢(xún)和預(yù)約的機(jī)制來(lái)減少碰撞與重傳的機(jī)會(huì)，由此減少不必要的電源消耗。(b)在本發(fā)明里頭，一旦省電移動(dòng)站檢驗(yàn)向量串列輪詢(xún)訊框之后發(fā)覺(jué)自己在輪詢(xún)期間無(wú)法傳送或接收任何訊框，便可進(jìn)入睡眠狀態(tài)，以達(dá)到省電的效果。(c)最后，本發(fā)明使用排程技術(shù)，使得在輪詢(xún)期間必須醒著的省電移動(dòng)站可以盡快完成傳送或接收，返回睡眠狀態(tài)。
(6)由于本發(fā)明和競(jìng)爭(zhēng)期間的任何媒介存取機(jī)制獨(dú)立，因此本發(fā)明可以同時(shí)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11的DCF以及802.11e的HCF相容。
由于本發(fā)明的方法新穎，能支援無(wú)線行動(dòng)裝置的多媒體傳輸，可保障通訊的服務(wù)品質(zhì)，并達(dá)成省電的功效，故依法申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利。


為了使審查員能進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征、和其目的，以下結(jié)合較佳具體實(shí)施例，并配合附圖，做詳細(xì)的說(shuō)明如下，其中圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路架構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的超級(jí)訊框結(jié)構(gòu)與省電移動(dòng)站在清醒狀態(tài)與休眠狀態(tài)之間切換的時(shí)刻圖。
圖3是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的程序圖。
圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的優(yōu)先權(quán)處理程序執(zhí)行范例圖。
圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的優(yōu)先權(quán)處理程序流程圖。
圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的樹(shù)狀分割演算法示意圖。
圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的碰撞解析程序執(zhí)行范例圖。
圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的輪詢(xún)程序流程圖。
圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的輪詢(xún)程序執(zhí)行范例圖。
圖10是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的控制訊框格式圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路架構(gòu)圖，其中無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路100包含復(fù)數(shù)個(gè)基本服務(wù)區(qū)106、107。一個(gè)基本服務(wù)區(qū)106里頭包含一無(wú)線存取點(diǎn)102和個(gè)數(shù)有限的移動(dòng)站101(mobilestation，簡(jiǎn)稱(chēng)station，為具無(wú)線通訊功能的設(shè)備，例如手機(jī)103、PDA105、筆記型電腦104等)。每個(gè)移動(dòng)站可以處在待命模態(tài)(activemode)或省電模態(tài)(power saving mode)。處在省電模態(tài)的移動(dòng)站稱(chēng)之為省電移動(dòng)站。省電移動(dòng)站可由進(jìn)入休眠狀態(tài)(doze state)來(lái)節(jié)省電源的消耗。每一個(gè)移動(dòng)站只能和一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)做聯(lián)結(jié)(association)或和另一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)做再聯(lián)結(jié)(reassociation)，成為基本服務(wù)區(qū)里頭的一個(gè)成員。一旦聯(lián)結(jié)或再聯(lián)結(jié)成功，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)給該移動(dòng)站一個(gè)聯(lián)結(jié)識(shí)別碼(association ID，簡(jiǎn)寫(xiě)成AID)。AID是一個(gè)整數(shù)，用來(lái)區(qū)別基本服務(wù)區(qū)里頭不同的移動(dòng)站成員。另一方面，資料訊框或資料流(flow)通常依其特性會(huì)有不同的優(yōu)先權(quán)，例如手機(jī)103所傳送的語(yǔ)音(voice)資料流通常比筆記型電腦104所傳送的影片(vide。)資料流有更高的優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明的媒介存取控制方法足架構(gòu)在802.11的DCF之上，用以提供具優(yōu)先權(quán)和參數(shù)化的服務(wù)品質(zhì)保證，并確保能夠和DCF共存在同一個(gè)基本服務(wù)區(qū)里頭。請(qǐng)參照?qǐng)D2，在一個(gè)基本服務(wù)區(qū)里頭，無(wú)線存取點(diǎn)負(fù)責(zé)免競(jìng)爭(zhēng)期間209和競(jìng)爭(zhēng)期間的交替。整個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間和競(jìng)爭(zhēng)期間合起來(lái)稱(chēng)為一個(gè)超級(jí)訊框(superframe)。圖2是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的超級(jí)訊框結(jié)構(gòu)與省電移動(dòng)站在清醒狀態(tài)與休眠狀態(tài)的間切換的時(shí)刻圖。本發(fā)明的媒介存取控制方法是用于免競(jìng)爭(zhēng)期間。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2，在免競(jìng)爭(zhēng)期間一開(kāi)始的時(shí)刻201(TBTT)，省電移動(dòng)站可以醒來(lái)，并保持在清醒狀態(tài)211(active state)等待接收向量串列輪詢(xún)訊框206；在此同時(shí)，無(wú)線存取點(diǎn)也必須持續(xù)監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)路，一旦媒介閑置時(shí)間達(dá)PIPS，便發(fā)出信標(biāo)訊框202來(lái)掌控整個(gè)媒介的控制權(quán)。信標(biāo)訊框里頭會(huì)記載著免競(jìng)爭(zhēng)期間的最大值210(CFPMaxDuration)。每個(gè)移動(dòng)站在免競(jìng)爭(zhēng)期間，除非被無(wú)線存取點(diǎn)輪詢(xún)到，否則不能傳送任何訊框。本發(fā)明將整個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間分為三個(gè)部分，分別為優(yōu)先權(quán)處理期間203，碰撞解析期間204，和輪詢(xún)期間207。前面的兩個(gè)期間(優(yōu)先權(quán)處理期間203和碰撞解析期間204)合起來(lái)又稱(chēng)為注冊(cè)期間205。
請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖3，本發(fā)明在優(yōu)先權(quán)處理期間會(huì)執(zhí)行優(yōu)先權(quán)處理程序P301，在碰撞解析期間會(huì)執(zhí)行碰撞解析程序P302，在輪詢(xún)期間會(huì)執(zhí)行輪詢(xún)程序P303。優(yōu)先權(quán)處理程序和碰撞解析程序合起來(lái)又稱(chēng)為注冊(cè)程序。在優(yōu)先權(quán)處理期間203，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)執(zhí)行一連串的訊框交換來(lái)確保優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站能比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站先加入輪詢(xún)名單。在碰撞解析期間204，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)執(zhí)行一連串的訊框交換來(lái)使得通過(guò)優(yōu)先權(quán)處理期間的移動(dòng)站能夠在有限時(shí)間的內(nèi)加入輪詢(xún)名單。在輪詢(xún)期間的一開(kāi)始，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)發(fā)出一個(gè)向量串列輪詢(xún)訊框206，用來(lái)讓輪詢(xún)名單的內(nèi)的移動(dòng)站能按向量串列輪詢(xún)訊框的指示依序發(fā)送資料。一旦收到向量串列輪詢(xún)訊框206，省電移動(dòng)站立刻檢查一下，如果發(fā)覺(jué)自己的AID不在向量串列輪詢(xún)訊框206里頭的話，便可返回休眠狀態(tài)212，以達(dá)到省電的效果。在輪詢(xún)期間結(jié)束后，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)發(fā)出免競(jìng)爭(zhēng)期間結(jié)束(CF-End)訊框208來(lái)結(jié)束免競(jìng)爭(zhēng)期間。
請(qǐng)參照?qǐng)D4和圖5，圖4是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的優(yōu)先權(quán)處理程序執(zhí)行范例圖，圖5是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的優(yōu)先權(quán)處理程序流程圖。在本發(fā)明里頭，我們將優(yōu)先權(quán)等級(jí)(priority level)分為H+1個(gè)，從0到H。數(shù)字愈大，表示優(yōu)先權(quán)愈高。圖4假設(shè)H＝3，且假設(shè)整個(gè)基本服務(wù)區(qū)里頭只有16個(gè)移動(dòng)站，它們的AID分別為0-15。假設(shè)移動(dòng)站4、6、10、13為欲注冊(cè)移動(dòng)站，而移動(dòng)站4想傳送優(yōu)先權(quán)為2的資料流，移動(dòng)站6、10、13想傳送優(yōu)先權(quán)為1的資料流。在無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)出信標(biāo)訊框后，等待SIFS，便(S503)發(fā)出優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框401來(lái)調(diào)查一下有沒(méi)有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為3的欲注冊(cè)移動(dòng)站想加入輪詢(xún)名單。如果沒(méi)有移動(dòng)站回應(yīng)任何訊框，等待PIFS410之后，(S507)無(wú)線存取點(diǎn)接著調(diào)查是否有優(yōu)先權(quán)等級(jí)為2的欲注冊(cè)移動(dòng)站。(S504)假設(shè)只有station 4發(fā)出優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框403，(參照?qǐng)D10)這個(gè)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框里頭至少包含傳送者的AID X00及其目的地的MAC address X01。一旦無(wú)線存取點(diǎn)收到這個(gè)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框403，(S506)那么移動(dòng)站4的AID便會(huì)被加入輪詢(xún)名單里頭。(S507)接著無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)繼續(xù)調(diào)查優(yōu)先權(quán)等級(jí)為1的情況。(S504)如果此時(shí)欲注冊(cè)移動(dòng)站6、10、13同時(shí)回應(yīng)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框405、406、407，那么無(wú)線存取點(diǎn)將會(huì)偵測(cè)到COLLISION事件。(P302)于是無(wú)線存取點(diǎn)變會(huì)發(fā)出注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框408來(lái)宣告進(jìn)入碰撞解析期間。
在碰撞解析期間，無(wú)線存取點(diǎn)將會(huì)執(zhí)行碰撞解析程序。請(qǐng)參照?qǐng)D6和圖7，圖6是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的樹(shù)狀分割演算法示意圖，圖7是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的碰撞解析程序執(zhí)行范例圖。從圖4，我們可發(fā)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)期間最后是以“COLLISION事件”的情況收?qǐng)?，并且發(fā)生在優(yōu)先權(quán)等級(jí)為1的情況，那么無(wú)線存取點(diǎn)就會(huì)執(zhí)行碰撞解析程序P302來(lái)找出造成COLLISION事件的欲注冊(cè)移動(dòng)站(即移動(dòng)站6、10、13)。本發(fā)明的碰撞解析程序乃是使用樹(shù)狀分割演算法，(S610)一開(kāi)始無(wú)線存取點(diǎn)先發(fā)出注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框701來(lái)要求優(yōu)先權(quán)等級(jí)為1而且AID落在Address Pattern＝{***1}范圍的欲注冊(cè)移動(dòng)站回復(fù)注冊(cè)回應(yīng)訊框，該{***1}為一個(gè)二進(jìn)位集合，包含{0001，0011，0101，0111，1001，1011，1101，1111}，其中“*”可以是0或1。(E601)如果此時(shí)剛好只有移動(dòng)站13(13的二進(jìn)位為1101)回應(yīng)注冊(cè)回應(yīng)訊框702的話，那么移動(dòng)站13便會(huì)被加到輪詢(xún)名單里頭，(參照?qǐng)D10)這個(gè)注冊(cè)回應(yīng)訊框里頭包含傳送者的AID X00及其目的地的MAC address X01。(S611)無(wú)線存取點(diǎn)接著詢(xún)問(wèn)范圍為{***0}的欲注冊(cè)移動(dòng)站。(E602)如果發(fā)生COLLISION事件，(S612)無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)把Address Pattern的范圍減半，改為{**00}。(E603)此時(shí)無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)偵測(cè)到IDLE的事件。(S613)但是無(wú)線存取點(diǎn)不須要接著探測(cè){**10}，因?yàn)橐欢〞?huì)發(fā)生碰撞的。無(wú)線存取點(diǎn)在等待PIPS707之后，(S614、S615)按圖6所顯示的樹(shù)狀圖方法繼續(xù)探測(cè)下去，最后便可找出當(dāng)初造成COLLISION的欲注冊(cè)移動(dòng)站。從圖7我們可知，在時(shí)間點(diǎn)T731、T732、T733，移動(dòng)站13、10、6分別順利地加入輪詢(xún)名單里頭。
多媒體的資料流通?？煞譃槎ㄋ儋Y料流(constant bit rate)和變速資料流(variable bit rate)。傳輸變速資料流的移動(dòng)站在每個(gè)輪詢(xún)期間所渴望的傳輸時(shí)間(demanded TXOP，用符號(hào)dTXOP來(lái)表示)可能會(huì)不一樣。為了確保移動(dòng)站在加入輪詢(xún)名單之后能夠獲得傳輸時(shí)間的保障，移動(dòng)站必須在注冊(cè)過(guò)程中跟無(wú)線存取點(diǎn)提出在輪詢(xún)期間的保障傳輸時(shí)間(guaranteed TXOP，用符號(hào)gTXOP來(lái)表示)。
請(qǐng)參照?qǐng)D10，在本發(fā)明里頭，欲注冊(cè)移動(dòng)站可利用優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框及注冊(cè)回應(yīng)訊框提出自己所需的gTXOP X03以及一旦順利加入輪詢(xún)名單之后在當(dāng)次輪詢(xún)期間所需的dTXOP X02。如果移動(dòng)站順利加入輪詢(xún)名單，那么往后每次被輪詢(xún)的時(shí)候都可以在傳送資料訊框里頭X07順帶提出(piggyback)在下一個(gè)免競(jìng)爭(zhēng)期間所需的dTXOP。
一旦碰撞解析期間結(jié)束，無(wú)線存取點(diǎn)將會(huì)執(zhí)行輪詢(xún)程序P303。請(qǐng)參照?qǐng)D8和圖9，圖8是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的輪詢(xún)程序流程圖，圖9是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的輪詢(xún)程序執(zhí)行范例圖。假設(shè)移動(dòng)站4、13、10、6在注冊(cè)期間分別宣告(dTXOP-4＝200us，gTXOP-4＝200us)、(dTXOP-13＝1100，gTXOP-13＝700)、(dTXOP-10＝600，gTXOP-10＝410)、(dTXOP-6＝600，gTXOP-6＝900)，其中dTXOP Ai表示AID為Ai的移動(dòng)站所需的dTXOP，gTXOP-Ai表示移動(dòng)站Ai所宣告的gTXOP，us表示10的負(fù)6次方秒。在輪詢(xún)程序的一開(kāi)始，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)執(zhí)行被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟(S801)。在這個(gè)步驟里頭，無(wú)線存取點(diǎn)首先根據(jù)所有被輪詢(xún)移動(dòng)站所提出的dTXOP及gTXOP來(lái)分配每一個(gè)被輪詢(xún)移動(dòng)站的傳輸時(shí)間。無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)在發(fā)出向量串列輪詢(xún)訊框911之前，先計(jì)算輪詢(xún)期間所剩余的頻道時(shí)間(參考圖9(a)的部分，此時(shí)剩余的時(shí)間為2280us)，扣除V-POLL訊框(假設(shè)需時(shí)30us)和SIPS(假設(shè)需時(shí)10us)，此時(shí)無(wú)線存取點(diǎn)共可掌握2200us。無(wú)線存取點(diǎn)需保證輪詢(xún)名單里頭的每一個(gè)成員(例如AID為Ai的移動(dòng)站)都可獲得基本傳輸時(shí)間min{dTXOP-Ai，gTXOP-Ai}。若還有剩余時(shí)間(在這個(gè)例子中，還有剩余300us)，無(wú)線存取點(diǎn)可依據(jù)“按超額需求比例均分的方式”來(lái)分配傳輸時(shí)間(TXOP)給每一個(gè)有超額需求的被輪詢(xún)移動(dòng)站。因此，移動(dòng)站10可獲得400+(2200-200-700-400-600)×(600-400)(600-400)+(1100-700)=500us]]>的傳輸時(shí)間，移動(dòng)站13可獲得700+300×400400+200=900us]]>的傳輸時(shí)間。
為了節(jié)省電源，無(wú)線存取點(diǎn)必須設(shè)法安排輪詢(xún)期間被輪詢(xún)的移動(dòng)站的傳輸次序(order)，以便讓移動(dòng)站花在清醒狀態(tài)(active state)的時(shí)間能夠愈少愈好。因此，在被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟(S801)里頭，無(wú)線存取點(diǎn)會(huì)根據(jù)被輪詢(xún)移動(dòng)站在輪詢(xún)期間所需傳送和接收資料的總時(shí)間長(zhǎng)短，由短至長(zhǎng)的次序安排被輪詢(xún)移動(dòng)站的傳輸次序。從圖9我們可知移動(dòng)站4、13、10、6在輪詢(xún)期間的傳輸時(shí)間分別為200us、900us、500us、600us。因此無(wú)線存取點(diǎn)安排被輪詢(xún)移動(dòng)站的傳輸次序912依序?yàn)橐苿?dòng)站4→移動(dòng)站10→移動(dòng)站6→移動(dòng)站13。
請(qǐng)參照?qǐng)D8和圖9，一旦被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟(S801)執(zhí)行完畢，無(wú)線存取點(diǎn)接著執(zhí)行輪詢(xún)訊框廣播步驟(S802)。無(wú)線存取點(diǎn)透過(guò)向量串列輪詢(xún)訊框911公告被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟(S801)的執(zhí)行結(jié)果912。請(qǐng)參照?qǐng)D10，該向量串列輪詢(xún)訊框里頭至少包含一個(gè)串列的向量，每個(gè)向量X09對(duì)應(yīng)到輪詢(xún)名單里頭的一個(gè)資料流，其內(nèi)容至少包含(1)被輪詢(xún)移動(dòng)站的AID X04、(2)這個(gè)被輪詢(xún)移動(dòng)站的目的地(receiver’s AID)X05、以及(3)被輪詢(xún)的移動(dòng)站所可以使用的傳輸時(shí)間(TXOP)X06。所有被輪詢(xún)的移動(dòng)站在輪詢(xún)期間都必須仔細(xì)聆聽(tīng)網(wǎng)路的情況，(S803)并按照向量串列輪詢(xún)訊框所指示的次序來(lái)依序傳送資料。因此，參照?qǐng)D9，移動(dòng)站4在時(shí)間點(diǎn)T901可以返回休眠狀態(tài)，移動(dòng)站10在時(shí)間點(diǎn)T902可以返回休眠狀態(tài)，移動(dòng)站9在時(shí)間點(diǎn)T903可以返回休眠狀態(tài)。至于其他移動(dòng)站(移動(dòng)站0、1、3、5、7、11、12、14、15)在檢驗(yàn)向量串列輪詢(xún)訊框911之后，發(fā)覺(jué)自己的AID不在向量串列輪詢(xún)訊框里頭的話，便可于時(shí)間點(diǎn)T900返回休眠狀態(tài)。若被輪詢(xún)的移動(dòng)站欲離開(kāi)輪詢(xún)名單，(S803)可在輪詢(xún)期間傳輸資料訊框時(shí)，采用順帶告知(piggyback)的方法，于訊框控制欄位X08里頭設(shè)定more data的值為0，無(wú)線存取點(diǎn)便會(huì)將此移動(dòng)站從輪詢(xún)名單里頭刪除。
參照?qǐng)D8和圖9，資料傳輸步驟中還包括錯(cuò)誤判定步驟(S803)，當(dāng)無(wú)線存取點(diǎn)感測(cè)到被輪詢(xún)的移動(dòng)站10未進(jìn)行資料傳輸時(shí)，便重新發(fā)出一向量串列輪詢(xún)訊框92卜無(wú)線存取點(diǎn)可在此向量串列輪詢(xún)訊框921里頭重新計(jì)算并公告未進(jìn)行資料傳輸?shù)囊苿?dòng)站的傳輸時(shí)間與次序922。移動(dòng)站6和13便照該向量串列輪詢(xún)訊框9216勺指示922進(jìn)行資料傳輸923，924。若被輪詢(xún)的移動(dòng)站在輪詢(xún)期間未進(jìn)行資料傳輸?shù)氖录B續(xù)發(fā)生多次，比如超過(guò)3次，則無(wú)線存取點(diǎn)可將該未進(jìn)行資料傳輸?shù)谋惠喸?xún)移動(dòng)站從輪詢(xún)名單中刪除。
最后，由于免競(jìng)爭(zhēng)期間的時(shí)間長(zhǎng)度定有限的(最大不得超過(guò)CFPMaxDuration)，(S501)如果注冊(cè)程序執(zhí)行地太久的話，有可能會(huì)影響到輪詢(xún)名單里頭成員的基本傳輸時(shí)間保障。因此本發(fā)明將允入控制和注冊(cè)程序結(jié)合，使得無(wú)線存取點(diǎn)可以在適當(dāng)時(shí)機(jī)結(jié)束注冊(cè)程序。請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4、圖5和圖7，(P301、P302)無(wú)線存取點(diǎn)可利用優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框401、402、404及注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框701、703、706、708、710定期公告免競(jìng)爭(zhēng)期間的剩余時(shí)間(以符號(hào)RACT表示)，若欲注冊(cè)移動(dòng)站Aj的的傳輸時(shí)間需求大于RACT，就必須調(diào)整dTXOP-Aj或gTXOP-Aj，亦或者放棄參與注冊(cè)程序，等待下一次的免競(jìng)爭(zhēng)期間。
本發(fā)明雖以一較佳實(shí)施例揭露如上，然而上述的實(shí)施例是僅為方便說(shuō)明而舉例，任何熟惜相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾。例如，在優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框里頭詢(xún)問(wèn)某個(gè)優(yōu)先權(quán)數(shù)值的可能范圍而非只詢(xún)問(wèn)某個(gè)特定優(yōu)先權(quán)數(shù)值。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所述為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種媒介存取控制方法，其特征在于，該方法可適用于無(wú)線區(qū)域網(wǎng)的基本服務(wù)區(qū)，該等基本服務(wù)區(qū)包含有一個(gè)無(wú)線存取點(diǎn)及復(fù)數(shù)個(gè)移動(dòng)站，其中移動(dòng)站可以處在待命模態(tài)或省電模態(tài)，移動(dòng)站的資料訊框或資料流依其特性而有不同的優(yōu)先權(quán)，該方法是適用于免競(jìng)爭(zhēng)期間，且包含下列程序注冊(cè)程序，是由該無(wú)線存取點(diǎn)由較高的優(yōu)先權(quán)開(kāi)始到較低的優(yōu)先權(quán)，將個(gè)數(shù)大于或等于零個(gè)的“欲注冊(cè)移動(dòng)站”加入到該無(wú)線存取點(diǎn)的輪詢(xún)名單；以及輪詢(xún)程序，是由該基本服務(wù)區(qū)里頭所有被輪詢(xún)的移動(dòng)站依照無(wú)線存取點(diǎn)所公告的傳輸次序及傳輸時(shí)間依序進(jìn)行資料傳輸；其中，注冊(cè)程序所執(zhí)行的期間稱(chēng)之為注冊(cè)期間，檢詢(xún)程序所執(zhí)行的期間稱(chēng)之為輪詢(xún)期間。
2.如權(quán)利要求1所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該注冊(cè)程序還包含一優(yōu)先權(quán)處理程序及一碰撞解析程序；在注冊(cè)期間，若無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)覺(jué)免競(jìng)爭(zhēng)期間所剩余的時(shí)間不足，亦即若繼續(xù)執(zhí)行注冊(cè)程序，將無(wú)法保障已經(jīng)在輪詢(xún)名單內(nèi)的成員的基本傳輸時(shí)間，則開(kāi)始執(zhí)行輪詢(xún)程序；在執(zhí)行優(yōu)先權(quán)處理程序的過(guò)程中，若無(wú)線存取點(diǎn)已經(jīng)詢(xún)問(wèn)過(guò)最低優(yōu)先權(quán)的欲注冊(cè)移動(dòng)站，則開(kāi)始執(zhí)行輪詢(xún)程序；在執(zhí)行優(yōu)先權(quán)處理程序的過(guò)程中，若無(wú)線存取點(diǎn)發(fā)覺(jué)有碰撞事件產(chǎn)生，則開(kāi)始執(zhí)行碰撞解析程序，其中碰撞解析程序是以訊框交換的方式將個(gè)數(shù)大于或等于零個(gè)的欲注冊(cè)移動(dòng)站加入到輪詢(xún)名單。
3.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該優(yōu)先權(quán)處理程序的步驟包括(a)從較高優(yōu)先權(quán)到較低優(yōu)先權(quán)的順序，由無(wú)線存取點(diǎn)對(duì)該基本服務(wù)區(qū)廣播優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框，該優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框至少包含一優(yōu)先權(quán)數(shù)值或者優(yōu)先權(quán)數(shù)值的可能范圍；以及(b)若欲注冊(cè)移動(dòng)站想要傳輸?shù)馁Y料訊框或資料流的優(yōu)先權(quán)等于優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框所記載的優(yōu)先權(quán)數(shù)值或者落在優(yōu)先權(quán)詢(xún)問(wèn)訊框所記載的優(yōu)先權(quán)數(shù)值的可能范圍的內(nèi)，則該欲注冊(cè)移動(dòng)站可回傳一優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框至該無(wú)線存取點(diǎn)，該優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框至少包含該欲注冊(cè)移動(dòng)站的識(shí)別碼，其中識(shí)別碼可以是移動(dòng)站的MAC地址或者聯(lián)結(jié)識(shí)別碼或者其他可供識(shí)別的編碼。
4.如權(quán)利要求3所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該無(wú)線存取點(diǎn)可以根據(jù)欲注冊(cè)移動(dòng)站回復(fù)優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框的結(jié)果執(zhí)行下列其中一步驟(c)若沒(méi)有移動(dòng)站發(fā)出優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框，無(wú)線存取點(diǎn)將此一情況視為IDLE事件，則無(wú)線存取點(diǎn)可降低優(yōu)先權(quán)數(shù)值或者降低優(yōu)先權(quán)數(shù)值的可能范圍，接著步驟(a)；(d)若只有一個(gè)欲注冊(cè)移動(dòng)站發(fā)出優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框，無(wú)線存取點(diǎn)將此一情況視為SINGLE事件，則無(wú)線存取點(diǎn)將該移動(dòng)站加入到輪詢(xún)名單，接著無(wú)線存取點(diǎn)可降低優(yōu)先權(quán)數(shù)值或者降低優(yōu)先權(quán)數(shù)值的可能范圍，并接著執(zhí)行步驟(a)；(e)若有二個(gè)或二個(gè)以上的欲注冊(cè)移動(dòng)站發(fā)出優(yōu)先權(quán)回應(yīng)訊框，無(wú)線存取點(diǎn)將此一情況視為COLLISION事件，則無(wú)線存取點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行碰撞解析程序。
5.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該碰撞解析程序是以樹(shù)狀分割演算法找出在優(yōu)先權(quán)處理程序中造成COLLISION事件的欲注冊(cè)移動(dòng)站，該碰撞解析程序的步驟包括注冊(cè)詢(xún)問(wèn)步驟，是由無(wú)線存取點(diǎn)對(duì)該基本服務(wù)區(qū)廣播注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框，該注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框至少包含識(shí)別碼的可能值范圍；以及注冊(cè)回應(yīng)步驟，是要求基本服務(wù)區(qū)里頭的欲注冊(cè)移動(dòng)站至少要其識(shí)別碼落在注冊(cè)詢(xún)問(wèn)訊框所公告的識(shí)別碼的可能值范圍之內(nèi)才可回傳一注冊(cè)回應(yīng)訊框至該無(wú)線存取點(diǎn)，該注冊(cè)回應(yīng)訊框至少包含該欲注冊(cè)移動(dòng)站的識(shí)別碼。
6.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中在注冊(cè)期間，欲注冊(cè)移動(dòng)站可以跟無(wú)線存取點(diǎn)提出在輪詢(xún)期間所需的保障傳輸時(shí)間，用符號(hào)gTXOP來(lái)表示，以及一旦順利加入輪詢(xún)名單之后在當(dāng)次輪詢(xún)期間所渴望的傳輸時(shí)間，用符號(hào)dTXOP來(lái)表示；如果欲注冊(cè)移動(dòng)站順利加入輪詢(xún)名單，那么往后每次被輪詢(xún)的時(shí)候都可以在傳送資料的同時(shí)順帶提出在下一次輪詢(xún)期間所需的dTXOP。
7.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中在注冊(cè)期間，該無(wú)線存取點(diǎn)可以每隔一些時(shí)間公告免競(jìng)爭(zhēng)期間的剩余時(shí)間，若欲注冊(cè)移動(dòng)站的傳輸時(shí)間需求大于剩余時(shí)間，就必須調(diào)整傳輸時(shí)間需求或者放棄參與注冊(cè)程序，等待下一次的免競(jìng)爭(zhēng)期間。
8.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該輪詢(xún)程序包括被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟，是由無(wú)線存取點(diǎn)安排每一個(gè)被輪詢(xún)移動(dòng)站在輪詢(xún)期間的傳輸次序與可傳輸時(shí)間，并將安排結(jié)果記載在向量串列輪詢(xún)訊框；以及輪詢(xún)訊框廣播步驟，是由無(wú)線存取點(diǎn)對(duì)該基本服務(wù)區(qū)廣播向量串列輪詢(xún)訊框，其中該向量串列輪詢(xún)訊框至少包含有被輪詢(xún)移動(dòng)站的識(shí)別碼、該等被輪詢(xún)移動(dòng)站的目的地可以是移動(dòng)站或者無(wú)線存取點(diǎn)識(shí)別碼，以及被輪詢(xún)移動(dòng)站的可使用的傳輸時(shí)間；以及資料傳輸步驟，是由每一個(gè)被輪詢(xún)的移動(dòng)站依照該向量串列輪詢(xún)訊框的指示依序進(jìn)行資料傳輸。
9.如權(quán)利要求2所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該基本服務(wù)區(qū)里頭的省電移動(dòng)站可以在免競(jìng)爭(zhēng)期間的一開(kāi)始醒來(lái)，并保持在清醒狀態(tài)等待接收無(wú)線存取點(diǎn)所發(fā)出的向量串列輪詢(xún)訊框；若該等省電移動(dòng)站在檢驗(yàn)向量串列輪詢(xún)訊框的復(fù)發(fā)覺(jué)自己無(wú)法在輪詢(xún)期間傳送或接收任何訊框的話，便可返回休眠狀態(tài)，以達(dá)成省電效果。
10.如權(quán)利要求8所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中該資料傳輸步驟還包括錯(cuò)誤判定步驟，是當(dāng)該無(wú)線存取點(diǎn)感測(cè)到一被輪詢(xún)的移動(dòng)站未進(jìn)行資料傳輸時(shí)，便可以重新發(fā)出一向量串列輪詢(xún)訊框；復(fù)數(shù)個(gè)未進(jìn)行資料傳輸?shù)囊苿?dòng)站便依照該向量串列輪詢(xún)訊框的指示進(jìn)行資料傳輸。
11.如權(quán)利要求8所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟是由無(wú)線存取點(diǎn)至少根據(jù)被輪詢(xún)移動(dòng)站所提出的dTXOP和gTXOP來(lái)分配被輪詢(xún)移動(dòng)站在輪詢(xún)期間的可傳輸時(shí)間。
12.如權(quán)利要求8所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中被輪詢(xún)移動(dòng)站傳輸時(shí)間與次序安排步驟是由無(wú)線存取點(diǎn)在向量串列輪詢(xún)訊框里頭安排被輪詢(xún)移動(dòng)站的傳輸次序，該次序是根據(jù)被輪詢(xún)移動(dòng)站或者被輪詢(xún)的省電移動(dòng)站在輪詢(xún)期間所需傳送和接收資料的總時(shí)間長(zhǎng)短，由短至長(zhǎng)依序排列。
13.如權(quán)利要求8所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中在該資料傳輸步驟中，若被輪詢(xún)的移動(dòng)站欲離開(kāi)輪詢(xún)名單，可在傳輸資料之時(shí)順帶告知無(wú)線存取點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求8所述的媒介存取控制方法，其特征在于，其中在該錯(cuò)誤判定步驟中，當(dāng)被輪詢(xún)的移動(dòng)站在輪詢(xún)期間未進(jìn)行資料傳輸?shù)氖录l(fā)生多次，超過(guò)一設(shè)定值時(shí)，則無(wú)線存取點(diǎn)將該未進(jìn)行資料傳輸?shù)谋惠喸?xún)移動(dòng)站從該輪詢(xún)名單中刪除。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種媒介存取控制方法，包含三個(gè)程序，分別為優(yōu)先權(quán)處理程序、碰撞解析程序、及輪詢(xún)程序。優(yōu)先權(quán)處理程序是利用訊框交換的方式來(lái)保證優(yōu)先權(quán)高的移動(dòng)站可以比優(yōu)先權(quán)低的移動(dòng)站先加入輪詢(xún)名單。碰撞解析程序則利用樹(shù)狀分割演算法來(lái)使得通過(guò)優(yōu)先權(quán)處理期間的移動(dòng)站能在有限時(shí)間的內(nèi)加入輪詢(xún)名單。輪詢(xún)程序則是讓無(wú)線存取點(diǎn)執(zhí)行排程演算法，使得輪詢(xún)名單里頭的移動(dòng)站能依照向量串列輪詢(xún)訊框的指示依序傳輸資料。處于省電模態(tài)的移動(dòng)站在檢查向量串列輪詢(xún)訊框完畢之后，若發(fā)覺(jué)無(wú)法在輪詢(xún)期間傳送或接收任何訊框的話，便可返回休眠狀態(tài)。本發(fā)明可達(dá)成多重優(yōu)先權(quán)支援、快速控制權(quán)預(yù)約、動(dòng)態(tài)頻寬分配、允入控制、與電源管理的功能。
文檔編號(hào)G06F1/32GK1758616SQ200410083378
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者周孜燦 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人資訊工業(yè)策進(jìn)會(huì)