專利名稱：無線網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)質(zhì)量的區(qū)分的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及計算機系統(tǒng)，尤其涉及對計算機系統(tǒng)和計算機設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量的區(qū)分。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)正在變得越來越流行。隨著無線網(wǎng)絡(luò)普及度的增長，用戶也要求無線網(wǎng)絡(luò)更廣闊的覆蓋范圍，諸如語音、視頻和數(shù)據(jù)通信支持。隨著對無線網(wǎng)絡(luò)施加更廣闊的要求，對區(qū)分的服務(wù)需要更復(fù)雜的機制。例如，需要保證享有較高優(yōu)先級的用戶比優(yōu)先級較低的用戶享有更高的帶寬。不幸的是，諸如IEEE 802.11協(xié)議等無線局域網(wǎng)(WLAN)協(xié)議是為不帶有服務(wù)質(zhì)量(QoS)支持的盡力而為(best-effort)的數(shù)據(jù)通信而設(shè)計的。
當前的802.11協(xié)議具有一媒體訪問控制(MAC)層，它基于具有避免沖突的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)協(xié)議，提供分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)。根據(jù)CSMA/CA協(xié)議，分組傳輸在兩個等待周期后發(fā)生。首先，信道在稱為DCF幀間間隔(DIFS)周期的第一個等待周期內(nèi)被偵聽為空閑的。第二個等待周期是額外的補償周期，它是隨機時間周期。
MAC層協(xié)議根據(jù)一爭用窗口來設(shè)置補償周期。爭用窗口(CW)是從中選擇隨機補償周期的值的范圍。具體地，在傳輸前，補償周期是通過找到在從0到CW的范圍中的一個隨機值來計算的。然后，使用該隨機值計算補償周期Backoff＝Rand(0，CW)*Tslot。Tslot表示一時隙?？臻eDIFS后的時間被插入時隙，且傳輸僅在時隙開始處發(fā)生。補償周期用于初始化一補償過程。如果信道是空閑的，則定時器遞減。如果檢測到另一傳輸，則該定時器被凍結(jié)。每次當信道在一段長于DIFS的時間內(nèi)空閑時，補償定時器被周期性地在每一時隙處被遞減一。如果傳輸嘗試是不成功的，則CW加倍，直到達到CW的預(yù)定的最大值。這樣，CW用于在嘗試一分組傳輸之前確定隨機補償周期。在IEEE 802.11協(xié)議的MAC層中，對所有類型的話務(wù)設(shè)置相同的參數(shù)。具體地，在傳輸開始處，對每一流，初始爭用窗口(CWmin)被設(shè)置為31，對所有用戶，QoS幀間間隔(QIFS)被相等地設(shè)置為DIFS周期。結(jié)果，每一設(shè)備都被同樣地對待，且沒有可用的服務(wù)區(qū)分。因為缺少服務(wù)區(qū)分，因此多媒體類型的話務(wù)和任何帶有各種QoS要求的實時話務(wù)的性能在現(xiàn)有的WLAN系統(tǒng)中不是令人滿意的。出于本發(fā)明的目的，如果沒有特別指出，爭用窗口表示CWmin。

發(fā)明內(nèi)容
因此，一種方法、無線設(shè)備和計算機系統(tǒng)通過在分布式基礎(chǔ)上提供對媒體訪問控制(MAC)層參數(shù)的自適應(yīng)更新來提供區(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。該方法包括計算網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)氖Ц怕省⒋_定用于根據(jù)該失效概率的映射函數(shù)來確定爭用窗口的目標值、以及根據(jù)該目標值的縮放函數(shù)來更改該爭用窗口。目標值的映射函數(shù)和縮放能夠提供對傳輸?shù)腝oS區(qū)分。在一實施例中，該方法通過規(guī)定僅當(1)對爭用窗口的前一更改是增加，且失效概率小于前一失效概率，以及(2)對爭用窗口的前一更改是減少，且失效概率大于前一失效概率時，才發(fā)生爭用窗口更改，來提供用戶之間的公平性。
該方法能夠每隔預(yù)定數(shù)量的嘗試的傳輸來執(zhí)行。因此，在通過該方法的某一數(shù)量的迭代后，爭用窗口收斂到目標值。
另一實施例針對能夠確保插入無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中的公平性的無線設(shè)備。該無線設(shè)備包括一網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，它被配置成向該插入無線時隙的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和從中接收信號；一網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口，它耦合至該NIC以提供關(guān)于該插入無線時隙的網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計參數(shù)；一網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器，它耦合至該網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口以監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計量；一統(tǒng)計引擎，它至少耦合至該網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器以接收該統(tǒng)計參數(shù)并在該統(tǒng)計參數(shù)上執(zhí)行操作來確定一個或多個概率；以及一自適應(yīng)參數(shù)引擎，用于確定用于根據(jù)該一個或多個概率的映射函數(shù)來確定爭用窗口的目標值，使得能夠?qū)υ摖幱么翱谶M行更改。
該自適應(yīng)參數(shù)引擎根據(jù)區(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，應(yīng)用目標值的縮放函數(shù)以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。更具體地，該自適應(yīng)參數(shù)引擎為由網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口維護的媒體訪問控制(MAC)層確定新參數(shù)，以提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)的區(qū)分。
當參考附圖閱讀以下說明性實施例的詳細描述時，可以清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。


盡管所附權(quán)利要求使用特性描述了本發(fā)明的特征，然而結(jié)合附圖閱讀以下詳細描述，能夠最好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點，附圖中圖1是一般性地示出在其上駐留本發(fā)明的示例性計算機系統(tǒng)的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例連接至無線網(wǎng)絡(luò)的無線設(shè)備的框圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的一種方法的流程圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的一映射函數(shù)的曲線圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的目標爭用窗口的收斂的曲線圖。
圖6A是示出在現(xiàn)有的802.11傳輸中的平均端對端延遲的曲線圖。
圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例使用固定的區(qū)分和自適應(yīng)爭用窗口在802.11傳輸中的平均端對端延遲的曲線圖。
圖7是示出將根據(jù)本發(fā)明的實施例的自適應(yīng)爭用窗口方法與現(xiàn)有的802.11傳輸和固定的區(qū)分方案相比的傳輸吞吐量的曲線圖。
圖8是示出將根據(jù)本發(fā)明的實施例的自適應(yīng)爭用窗口方法與現(xiàn)有的802.11傳輸和固定區(qū)分方案相比，三相幀損失率與用戶的關(guān)系曲線圖。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的累計的所傳輸?shù)姆纸M的百分比與延遲時間的關(guān)系曲線圖。
發(fā)明詳細描述轉(zhuǎn)向附圖，本發(fā)明被示出為在一合適的計算環(huán)境中實現(xiàn)，附圖中，相同的參考標號指相同的元素。盡管不是必需的，但本發(fā)明可以在諸如由個人計算機執(zhí)行的程序模塊等計算機可執(zhí)行指令的通用語境下描述。一般而言，程序模塊包括例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，它們執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明可以用其它計算機系統(tǒng)配置來實現(xiàn)，包括手持式設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程消費者電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、小型機、大型機等。本發(fā)明也可以在分布式計算環(huán)境中實現(xiàn)，其中任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)連接的遠程處理設(shè)備執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲器存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。
圖1示出了可在其上實現(xiàn)本發(fā)明的合適的計算系統(tǒng)環(huán)境100的示例。計算系統(tǒng)環(huán)境100只是合適的計算環(huán)境的一個示例，且不旨在對本發(fā)明的使用范圍和功能提出任何限制。也不應(yīng)該把計算環(huán)境100解釋為對在示例性操作環(huán)境100中示出的任一組件或其組合有任何依賴或要求。
本發(fā)明可使用眾多其它通用或?qū)Ｓ糜嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置來操作。可以適用于本發(fā)明的公知的計算系統(tǒng)、環(huán)境和/或配置的示例包括，但不限于個人計算機、服務(wù)器計算機、手持式或膝上型設(shè)備、圖形輸入板計算機、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、機頂盒、可編程消費者電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)PC、小型機、大型機、包括上述系統(tǒng)或設(shè)備中任一個的分布式計算環(huán)境等。
本發(fā)明可在諸如由計算機執(zhí)行的程序模塊等的計算機可執(zhí)行指令的通用語境下描述。一般而言，程序模塊包括例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，它們執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型。本發(fā)明也可以在分布式計算環(huán)境中實現(xiàn)，其中任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)連接的遠程處理設(shè)備執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲器存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。
本發(fā)明可以使用諸如程序模塊等由處理器執(zhí)行的指令，在使用各種類型的機器的系統(tǒng)中實現(xiàn)，機器包括蜂窩電話、手持式設(shè)備、無線監(jiān)視設(shè)備、基于微處理器的可編程消費者電子產(chǎn)品等。一般而言，程序模塊包括例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，它們執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型。術(shù)語“程序”包括一個或多個程序模塊。圖1示出用于實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的示例性計算設(shè)備100。在其最基本配置中，計算設(shè)備100包括至少一個處理器單元102和存儲器104。根據(jù)計算環(huán)境的確切配置和類型，存儲器104可以是易失性的(諸如RAM)、非易失性的(諸如ROM、閃存等)或這兩者的某一組合。該基本配置在圖1中由虛線106示出。另外，設(shè)備100也可以有另外的特征/功能。例如，設(shè)備100也可以包括額外的存儲(可移動和/或不可移動)包括，但不限于，磁盤、光盤或磁帶。這樣的額外存儲在圖1中由可移動存儲108和不可移動存儲110示出。計算機存儲介質(zhì)包括以任何方法或技術(shù)實現(xiàn)的、用于存儲諸如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息的易失性和非易失性、可移動和不可移動介質(zhì)。存儲器104、可移動存儲108和不可移動存儲110都是計算機存儲介質(zhì)的示例。計算機存儲介質(zhì)包括，但不限于，RAM、ROM、EEPROM、閃存或其它存儲器技術(shù)、CDROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光學(xué)存儲、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲或其它磁性存儲設(shè)備、或能用于存儲所需信息且可以由計算機100訪問的任何其它介質(zhì)。任何這樣的計算機存儲介質(zhì)可以是設(shè)備100的一部分。
設(shè)備100還包含允許該設(shè)備與其它設(shè)備通信的一個或多個通信連接112。通信連接112是通信介質(zhì)的示例。通信介質(zhì)通常具體化為諸如載波或其它傳輸機制等已調(diào)制數(shù)據(jù)信號中的計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)，且包含任何信息傳遞介質(zhì)。術(shù)語“已調(diào)制數(shù)據(jù)信號”指的是一信號，其一個或多個特征以在信號中編碼信息的方式被設(shè)定或更改。作為示例，而非限制，通信介質(zhì)包括有線介質(zhì)，諸如有線網(wǎng)絡(luò)或直接線連接，和無線介質(zhì)，諸如聲學(xué)、RF、紅外線和其它無線介質(zhì)。如上所述，此處所用的術(shù)語計算機可讀介質(zhì)包括存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者。
設(shè)備100也可以包括一個或多個輸入設(shè)備114，諸如鍵盤、鼠標、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸式輸入設(shè)備等。也可以包括一個或多個輸出設(shè)備116，諸如顯示器、揚聲器、打印機等。所有這些設(shè)備在本領(lǐng)域中公知，且不需在此更詳細地討論。
依照本發(fā)明的預(yù)期應(yīng)用，設(shè)備100被配置為一無線移動設(shè)備。為此，向設(shè)備100提供諸如蓄電池組、燃料電池等的便攜式電源120。電源120提供了能源以供設(shè)備100進行計算和無線數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)在參考圖2，無線計算設(shè)備100還包括用于與不同類型的無線網(wǎng)絡(luò)無線通信的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)201。NIC 201包括耦合至天線202的發(fā)射器122，用于為在一合適的頻率信道上無線地發(fā)送數(shù)據(jù)。接收器126也被耦合至天線202，用于接收從網(wǎng)絡(luò)上無線發(fā)送的通信分組。網(wǎng)絡(luò)接口模塊201和天線202是圖1中通信連接112的部分。在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口卡201使用IEEE 802.11無線連接上的無線配置服務(wù)來減輕網(wǎng)絡(luò)配置的困難，包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和特別(ad hoc)網(wǎng)絡(luò)。一示例性網(wǎng)絡(luò)接口卡是PCMCIA無線卡?？梢岳斫?，網(wǎng)絡(luò)接口卡的接口類型和物理配置對本發(fā)明不是至關(guān)重要的。例如，接口類型可以是PCI或另一類型，且網(wǎng)絡(luò)接口模塊不必駐留在一獨立的卡上。它可以被包含在計算機的主板中，或甚至在將來可能嵌入到處理器中。
通過該無線網(wǎng)絡(luò)接口卡，無線計算設(shè)備100可以與不同類型的無線網(wǎng)絡(luò)通信。例如，在圖2所示的環(huán)境中，無線設(shè)備100可以通過接入點231與一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)230無線地連接。無線設(shè)備100也可以是對等網(wǎng)絡(luò)220的一部分，對等網(wǎng)絡(luò)220也被稱為特別網(wǎng)絡(luò)，包括其它無線設(shè)備，諸如無線設(shè)備221、222和223。在連接至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入點或特別網(wǎng)絡(luò)的接入點231之前，無線設(shè)備100可以通過發(fā)送探測請求并掃描由接入點或其它設(shè)備發(fā)送的探測響應(yīng)信號來進行周期性的主動掃描，而屬于該網(wǎng)絡(luò)的搜索設(shè)備狀態(tài)。或者，無線設(shè)備100可以通過掃描由接入點發(fā)送的信標來進行被動搜索。
網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口規(guī)范(NDIS)接口203控制網(wǎng)絡(luò)接口卡201的操作。網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口203是無線設(shè)備100的操作系統(tǒng)的一部分，或是在無線設(shè)備100上運行的獨立的可執(zhí)行程序。根據(jù)本發(fā)明的實施例，一示例性的NDIS接口203符合IEEE802.11規(guī)范，且包括關(guān)于通過發(fā)射器122和接收器126發(fā)送和接收的網(wǎng)絡(luò)通信量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
NDIS接口203提供有助于實現(xiàn)此處所述的一個或多個方法的對象。例如，經(jīng)NDIS接口可用的度量之一是名為OBJ_802_11_STATISTICS的對象。該對象提供有助于確定沖突概率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)OBJ_802_11_STATISTICS{ULONG Length；LARGE_INTEGER TransmittedFragmentCount；LARGE_INTEGER MulticastTransmittedFrameCount；LARGE_INTEGER FailedCount；LARGE_INTEGER RetryCount；LARGE_INTEGER MultipleRetryCount；LARGE_INTEGER RTSSuccessCount；LARGE_INTEGER RTSFailureCount；LARGE_INTEGER ACKFailureCount；LARGE_INTEGER FrameDuplicateCount；LARGE_INTEGER ReceivedFragmentCount；LARGE_INTEGER MulticastReceivedFrameCount；LARGE_INTEGER FCSErrorCount；}；關(guān)于來自NDIS接口203的參數(shù)，“TransmittedFragmentCount(發(fā)送片段計數(shù))”提供了網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)和管理片段的數(shù)目。“MulticastTransmittedFrameCount(組播發(fā)送幀計數(shù))”提供了NIC通過組播或廣播發(fā)送的幀的數(shù)目。組播計數(shù)在每次在發(fā)送幀的目標MAC地址中組播/廣播位被置位時遞增1。
“FailedCount(失敗計數(shù))”提供在超過短幀或長幀重試限制后失敗的NIC幀發(fā)送的數(shù)目。
“RetryCount(重試計數(shù))”提供在一個或多個重發(fā)嘗試后NIC成功重發(fā)的幀的數(shù)目。
“MultipleRetryCount(多次重試計數(shù))”提供在一個以上重發(fā)嘗試后NIC成功重發(fā)的幀的數(shù)目。
“RTSSuccessCount(RTS成功計數(shù))”提供NIC在響應(yīng)中接收到“清除發(fā)送”(CTS)的次數(shù)。
“RTSFailureCount(RTS失敗計數(shù))”提供NIC沒有響應(yīng)于“發(fā)送請求”(RTS)接收到CTS的次數(shù)。
“ACKFailureCount(確認失敗計數(shù))”提供NIC預(yù)期沒有接收到的確認(ACK)的次數(shù)。
“FrameDuplicateCount(幀重復(fù)計數(shù))”提供接收到的重復(fù)的幀的數(shù)目。幀中的順序控制字段標識重復(fù)的幀。
“ReceivedFragmentCount(接收幀計數(shù))”提供NIC成功接收的數(shù)據(jù)和管理片段的數(shù)目。ReceivedFragmentCount在每次接收到數(shù)據(jù)片段或管理片段時遞增1。
“MulticastReceivedFrameCount(組播接收幀計數(shù))”提供被設(shè)為組播或廣播的接收幀的數(shù)目。MulticastReceivedFrameCount在每次NIC接收其目標MAC地址中組播/廣播位被置位的幀時遞增1。
“FCSErrorCount(FCS錯誤計數(shù))”提供NIC接收到的含有幀校驗序列(FCS)錯誤的幀的數(shù)目。
根據(jù)一實施例，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204被耦合至NDIS接口203以接收一個或多個統(tǒng)計參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204可以是操作系統(tǒng)的一部分且運行在核心模式中。此外，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204可以作為基于類的模塊來操作，它依照操作系統(tǒng)要求接收統(tǒng)計參數(shù)作為對象。如在下文將進一步詳細解釋的，統(tǒng)計引擎206接收統(tǒng)計參數(shù)，并對該參數(shù)進行操作來確定諸如沖突概率等的概率。該概率被發(fā)送到自適應(yīng)參數(shù)引擎208，用于為由NDIS接口203維護的媒體訪問控制(MAC)層確定新的參數(shù)，來提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)區(qū)分。
現(xiàn)在結(jié)合圖2參考圖3，一流程圖示出了針對在無線局域網(wǎng)(WLAN)中提供QoS區(qū)分的實施例。該流程圖針對WLAN的電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11實現(xiàn)的媒體訪問控制(MAC)層的自適應(yīng)。
IEEE 802.11協(xié)議提供了基于具有避免沖突的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)協(xié)議的分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)。當要求在通過一信道的設(shè)備分組或流之間的諸如實時數(shù)據(jù)流等服務(wù)區(qū)分時，需要一種方法來公平且有效地共享信道資源。根據(jù)一實施例，圖3所示的一種方法提供了對爭用窗口(CW)的更新，它根據(jù)對每一設(shè)備或一預(yù)定數(shù)據(jù)流所需的QoS來更改該用窗口。根據(jù)該實施例，補償周期使用Tbackoff＝Rand(0，(CW±ΔCW)*2i)*Tslot來計算，其中i是補償階段。
該方法還提供了用于確定CW的自適應(yīng)方法。自適應(yīng)方法是所需的，因為對CW大小的限制影響了作為在信道上嘗試的發(fā)送次數(shù)函數(shù)的WLAN系統(tǒng)效率。如果一個信道是擁擠的，意味著該信道忙于嘗試發(fā)送的設(shè)備，則一小的固定的CW值造成對所有要發(fā)送的設(shè)備太小的機會周期。一小的固定的CW造成浪費頻譜效率的沖突。CW的增加減小了沖突概率。而且，等待的時間成本遠小于對沖突加補償周期的成本。然而，當一WLAN系統(tǒng)僅包含少數(shù)設(shè)備時，沖突概率是相當?shù)偷?。從而，太大的CW值要求設(shè)備進行不必要的等待來發(fā)送幀。CW的減小加速了數(shù)據(jù)發(fā)送且增加了系統(tǒng)吞吐量。從而，取決于任一給定時間的設(shè)備數(shù)量和沖突的可能性，用于有效發(fā)送的合適的CW可以隨著時間變化。從而，自適應(yīng)CW計算是較佳的。
在每一設(shè)備或每一流確定上的自適應(yīng)CW計算可以被實現(xiàn)為對WLAN的分布式類型的控制。分布式控制系統(tǒng)比集中式控制系統(tǒng)更佳，因為集中式控制系統(tǒng)需要一接入點(AP)來確定關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息，且與目前的IEEE 802.11 DCF是不兼容的。相反，分布式控制系統(tǒng)與目前的IEEE 802.11 DCF是兼容的。
所示方法是在一用戶計算機內(nèi)的分布式基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。如圖3所示，框310標識該方法的開始，它可以每隔預(yù)定的秒數(shù)T或另一預(yù)定的時間量發(fā)生。
在判定框320，確定嘗試發(fā)送的次數(shù)是否比預(yù)定的閾值小。更具體地，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204可以檢索計數(shù)作為NDIS接口203的參數(shù)。來自對CW的先前的調(diào)整的計數(shù)可以被用作起始點。如果該數(shù)字比預(yù)定閾值小，那么不需要對CW的更改，且該方法返回對嘗試發(fā)送次數(shù)的計數(shù)。
在一實施例中，如果使用了RTS，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204每隔T秒核查從NDIS接口203的RTSFailureCount和RTSSuccessCount所接收的值(如沒有使用RTS，則核查ACKFailureCount和TransmittedFragmentCount)，且將該值相加來確定總計數(shù)。如果該計數(shù)比一預(yù)定閾值N(例如，100)小，則網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204等待另一個T秒鐘，并核查RTSFailureCount+RTSSuccessCount，直到來自前一調(diào)整的計數(shù)至少為N。
如果閾值比預(yù)定閾值大，則該方法前進至框330。在框330，計算一沖突概率，且在一實施例中也計算失敗概率。為確定這些概率，在一實施例中，使用從NDIS接口獲得的可用度量。受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，用于確定諸如沖突概率等概率的度量可從其它來源確定，且在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在一實施例中，這些概率在統(tǒng)計引擎206中由從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器204接收或直接從NDIS接口203接收到的參數(shù)來確定。
如上所述，在NDIS接口203中提供的度量使得概率能夠被確定。對一給定的WLAN系統(tǒng)的恰當?shù)母怕嗜Q于WLAN系統(tǒng)的類型。例如，對一RTS+CTS+數(shù)據(jù)+ACK類型的WLAN系統(tǒng)，假定不存在除了沖突以外的錯誤，失敗概率是由失敗的發(fā)送次數(shù)與總發(fā)送次數(shù)之比給出的Pf=RTSFailureCountRTSFailureCount+RTSSuccessCount]]>公式1如果沒有使用RTS，那么失敗的概率可以由失敗的次數(shù)除以總的嘗試發(fā)送次數(shù)來逼近Pf=ACKFailureCountACKFailureCount+TransmittedFragmentCount]]>公式2沖突概率可以根據(jù)諸如重試計數(shù)除以總發(fā)送片段計數(shù)等更一般的度量來確定Pc=RetryCountTransmittedFragmentCount]]>公式3取決于系統(tǒng)要求，僅沖突概率、僅失敗概率、或沖突概率和失敗概率兩者可以用于此處的實施例。為更緊密地跟蹤網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計量和響應(yīng)性，沖突概率和失敗概率都是合適的統(tǒng)計量。
在確定了沖突概率和/或失敗概率后，在框340，應(yīng)用一平滑函數(shù)來獲取來平均概率，且避免響應(yīng)于在網(wǎng)絡(luò)中不反映網(wǎng)絡(luò)行為的瞬時改變而對CW進行更改。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，存在諸多可用于確定隨時間變化的網(wǎng)絡(luò)特征的平滑函數(shù)來降低不一致性。示例性的平滑公式可以如下Pc(n)＝αPc(n-1)+(1-α)Pc，measured(n)公式4Pf(n)＝αPf(n-1)+(1-α)Pf，measured(n)符號α表示平滑因子；Pc，measured和Pf，measured是根據(jù)目前提供給統(tǒng)計引擎206的度量所計算出的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以構(gòu)造WLAN NDIS接口來提供用于確定在此處所述的實施例所需的一個、兩個或多個概率統(tǒng)計量的度量。
當確定了平滑的失敗或沖突概率后，框350和360應(yīng)用公平性判定?？?50和360用于避免系統(tǒng)不穩(wěn)定性和不公平性。例如，不公平性可以通過讓正在經(jīng)歷沖突的設(shè)備增加CW而其它設(shè)備不增加而發(fā)生。這樣的增加會引起更多的沖突，這可以引起對CW的進一步增加，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和不公平性。
具體地，在框350，確定對爭用窗口的前一更改是否是增加該爭用窗口，且如果是的，則失敗的發(fā)送/沖突的概率是否增加(ΔCW＞0且P(n)＞P(n-1))。如果對爭用窗口的前一更改是增加該爭用窗口的大小，且失敗的發(fā)送/沖突的概率自最后一次發(fā)送以來增加了，那么在框350，返回對發(fā)送的計數(shù)和框320。否則，該方法繼續(xù)前進至框360。
在框360，確定對爭用窗口的前一更改是否是減小該爭用窗口的大小，且如果是的，那么失敗的發(fā)送/沖突的概率是否減小(ΔCW＜0且P(n)＜P(n-1))。如果對爭用窗口的前一更改是減小該爭用窗口的大小，且失敗的發(fā)送/沖突的概率減小，那么在框360，返回對發(fā)送的計數(shù)和框320。否則，該方法繼續(xù)前進至框370。
框350和360通過要求“每一輪停下來”來維護在某一預(yù)定環(huán)境中一大小相同的爭用窗口，從而提供公平性和穩(wěn)定性。該不等式提供了用于當一設(shè)備增加了爭用窗口且應(yīng)該統(tǒng)計上地看到失敗和/或沖突概率減少但沒有減少時維護公平性的方法。例如，如果在同一服務(wù)質(zhì)量分類中的所有其它設(shè)備根據(jù)給定的失敗/沖突概率更改其爭用窗口大小，則應(yīng)當發(fā)生失敗和/或沖突的減小。然而，如果在下一輪中，這些設(shè)備經(jīng)歷了增加的失敗/沖突的概率，那么一種可能性是WLAN中同一QoS分類中的其它設(shè)備沒有增加其各自的爭用窗口，且該給定的設(shè)備是一個孤獨的受害者。具體地，根據(jù)一實施例，在框350和360，該給定的設(shè)備在一輪中保持CW來為其它設(shè)備調(diào)整CW留出時間。當減少CW時，可以采取類似的措施。作為結(jié)果，可以在統(tǒng)計上維護公平性。
在框370，根據(jù)在下文參考圖4描述的映射函數(shù)，確定該設(shè)備的目標爭用窗口。該映射函數(shù)提供對爭用窗口大小更改的肯定或否定指導(dǎo)。對于不同的QoS類，該映射函數(shù)可以是不同的，從而提供服務(wù)區(qū)分。
該映射函數(shù)為目標爭用窗口產(chǎn)生一個值。在框380，使用該目標爭用窗口、縮放函數(shù)和當前的爭用窗口大小來計算對爭用窗口大小的更改。更具體地，使用以下公式來計算對爭用窗口的更改，從而計算該爭用窗口ΔCW=CWtarg-CWcurCWcurS]]>公式5S表示對不同QoS類可以不同的縮放因子?？s放因子S可以被分為向上縮放和向下縮放，分別用于增加和減少CW。對擁有較高優(yōu)先級的QoS類，向上縮放被設(shè)置為小于較低優(yōu)先級的向上縮放；而其向下縮放被設(shè)置為大于較低優(yōu)先級的向下縮放。
CWtarg表示目標CW值，而CWcur表示當前CW值。
現(xiàn)在參考圖4，一曲線圖根據(jù)一實施例示出了用于確定目標CW的可能的映射函數(shù)。該曲線圖示出y軸410，它標識可能的爭用窗口大小，標記為“目標CW”。X軸420標識從0到0.35的概率，表示沖突概率或失敗的發(fā)送的概率。所示的線指示不同的映射函數(shù)，線430標識線性映射函數(shù)，線440標識指數(shù)映射函數(shù)，而線450標識二次映射函數(shù)。重要的是，這些映射函數(shù)中的每一個是遞增函數(shù)，且可以根據(jù)系統(tǒng)要求來選擇對一給定的WLAN應(yīng)用哪一個。圖4中所示的曲線圖可以對擁有爭用窗口CWmin值為15的下界(表示為CWminl)的一類話務(wù)類是合適的。該最小爭用窗口CWmin上界(表示為CWminu)值為63。對下界，相應(yīng)的的失敗/沖突概率P是2％(0.02)，而對上界的失敗/沖突概率為30％(0.3)。在一實施例中，任何比下界小的概率被映射至CWminl；同樣地，任何比上界大的概率P被映射至CWminu。這樣，每一個概率都擁有一目標爭用窗口大小。
目標爭用窗口大小的范圍為一預(yù)定的類確定服務(wù)質(zhì)量。這樣，由映射函數(shù)支持區(qū)分。對較高優(yōu)先級流，CWminl和CWmmu可以被設(shè)置為比較低優(yōu)先級流小。在一實施例中，對實時話務(wù)CWminl＝15，CWminu＝63，且P下界＝2％，P上界＝30％對盡力而為的話務(wù)CWminl＝31，CWminu＝127，且P下界＝2％，P上界＝30％存在該映射函數(shù)必須經(jīng)過的至少兩個點，由460表示的概率的下界和最小爭用窗口的下界(Pfl，CWminl)；和由470表示的概率的上界和最小的爭用窗口的上界(Pfu，CWminu)。在這兩點之間，單調(diào)遞增函數(shù)將觀測到的失敗/沖突概率P映射至目標CW。例如，與該實時流相關(guān)聯(lián)，對線性函數(shù)CW＝171.4286*P+11.5714(線430) 公式6對二次映射函數(shù)CW＝535.7143*P2+14.7857(線450) 公式7對指數(shù)映射函數(shù)CW＝13.5386*exp(5.1253*P)(線440)公式8回來結(jié)合圖4參考圖3，根據(jù)一實施例，當在框340中找到一平滑的失敗/沖突概率后，使用該映射函數(shù)將該概率映射至一相關(guān)聯(lián)的目標CW，如框370所提供的。例如，如果沖突概率被確定為0.15，即15％，且應(yīng)用了線性映射函數(shù)，那么根據(jù)圖4，目標CW約為35。當找到目標CW后，對當前的CW的更改可以使用目標CW來計算(框380)，以提供對調(diào)整CW的指導(dǎo)。公式5使用目標CW和該位置上的當前CW來確定實際調(diào)整步長。通過使用目標CW來確定對更改爭用窗口的指導(dǎo)，兩個位置能夠使用同樣的概率來估算信道，但是對其各自的爭用窗口的實際步長是不同的。
盡管由同一類中的設(shè)備觀測到的瞬時Pc和Pf可以是不同的，且在某些情況下，由于不一致性，這一差異可達15％，但是由于公式5對當前爭用窗口大小和根據(jù)設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量的縮放加權(quán)，因此在ΔCW的差異被保持在合理的閾值范圍中。這樣，公式5協(xié)助于維護用戶公平性。
在一實施例中，對爭用窗口大小的調(diào)整適用于收斂至一穩(wěn)態(tài)爭用窗口大小。更具體地，參考圖5，一曲線圖示出在圖3中所示的方法如何導(dǎo)致爭用窗口的自適應(yīng)收斂。圖5的曲線圖顯示了一映射函數(shù)，其y軸表示可能的目標CW值，該值在15(表示最小爭用窗口的下界510)和63(表示最小爭用窗口的上界520)之間。x軸被顯示為示出失敗/沖突概率的下界0.03(540)和失敗/沖突概率上界0.30(550)。映射函數(shù)570被顯示為指數(shù)類型的映射函數(shù)。圖5示出，由于公式5，任何更改是階梯式出現(xiàn)的，如階梯線580所示。具體地，使用公式5，在當前爭用窗口CWcurrent和目標爭用窗口CWtarget之差越大，對爭用窗口的更改ΔCW越大。這樣，參考圖5，線580描述了一實際當前爭用窗口大小和相應(yīng)的失敗/沖突概率。如圖所示，根據(jù)在圖3中所示的方法，第一次調(diào)整導(dǎo)致從點590到點592的最大的跳躍。在通過該方法的另一次迭代后，爭用窗口的大小從點592跳躍到點594。最后，在第三次迭代后，該爭用窗口的大小從點594跳躍到點596。在點596，當前爭用窗口的大小與目標爭用窗口相匹配?？赡艽嬖谀繕薈W附近的穩(wěn)態(tài)CW的小波動。這樣，對其初始爭用窗口相當小而Pf相當大的那些設(shè)備，CWtarget應(yīng)該是，例如，達到63，即CWminu。作為通過該方法迭代的結(jié)果，實際的CW增加了。作為增加的結(jié)果，觀察到的失敗/沖突的概率稍許減小。結(jié)果，該方法確定了比前一目標爭用窗口小的另一CWtarget，導(dǎo)致對爭用窗口的進一步增加。最后，當P精確地對應(yīng)于CWcurrent時，CWcurrent會增加至CWtarget。換言之，當CWcurrent＝CWtarget時，如點596所示，傳輸平衡。
現(xiàn)在參考圖6-9，對照曲線圖示出在根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)MAC層、當前MAC層系統(tǒng)和根據(jù)QoS要求擁有固定爭用窗口大小的固定區(qū)分類型MAC層系統(tǒng)之間的差異。圖6A和6B中的WLAN系統(tǒng)由以平均比特率128kbps運行實時流的15個設(shè)備和運行盡力而為流的15個設(shè)備構(gòu)成。每一設(shè)備通過一接入點通信。該曲線圖假定有兩個QoS類實時和盡力而為數(shù)據(jù)，盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以用類似的方式管理更多的類。實時流是恒定比特率(CBR)話務(wù)，而盡力而為流被假定為總是活躍的，即，總是有要發(fā)送的幀。圖6A示出當前的802.11方案。如圖所示，y軸602標識了以毫秒為單位的平均端對端延遲；x軸604示出用戶1-15。線630標識802.11方案，對所有設(shè)備CW固定為31。如圖所示，使用如當前配置的802.11b MAC層，即線630，結(jié)果造成某些設(shè)備經(jīng)歷超過一秒的延遲，而其它設(shè)備經(jīng)歷0.5秒的延遲。
圖6B示出，y軸610標識以毫秒為單位的平均端對端延遲；x軸620示出用戶1-15。線640示出一固定區(qū)分方案，對兩個類，CW值分別固定在31和63。作為對照，根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)MAC層如線650所示，對兩個類，初始CW分別被設(shè)置為31和63。
在線650表示的自適應(yīng)MAC層的參數(shù)使用上文的公式4和5如下配置α＝0.3；實時話務(wù)Sup＝20，Sdown＝20；盡力而為話務(wù)Sup＝40，Sdown＝10。映射函數(shù)是最簡單的線性函數(shù)；T被設(shè)為1秒。模擬的802.11b網(wǎng)絡(luò)被假定為分組大?。?00字節(jié)且沒有使用RTS。
如圖所示，根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)方案的延遲僅僅是固定區(qū)分640的延遲的一半。而且，根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)方案在所有用戶上維持公平性。
現(xiàn)在參考圖7，示出通過三種不同類型的MAC層系統(tǒng)的吞吐量。Y軸710以每秒兆字節(jié)為單位示出帶寬。x軸720示出以秒為單位的時間。線730示出對所有用戶使用當前MAC層固定爭用窗口大小31的系統(tǒng)。線740示出使用固定區(qū)分的系統(tǒng)。線750示出根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)爭用窗口。如圖所示，自適應(yīng)爭用窗口方法的總系統(tǒng)吞吐量是最大的。這樣，自適應(yīng)系統(tǒng)能夠顯著地降低實時流的延遲，提供區(qū)分的服務(wù)并提高信道利用率。如上所述，在此處揭示的自適應(yīng)方法通過自適應(yīng)地增加CW來減少沖突，從而由于增加的總系統(tǒng)吞吐量而提高了實時流QoS和盡力而為流吞吐量。
現(xiàn)在參考圖8，示出了一等待時間分布，作為根據(jù)此處的實施例使用自適應(yīng)爭用窗口操作的兩類流的累積分布函數(shù)。y軸810提供了分組的累積百分比；x軸820提供了以毫秒為單位的等待時間度量。該模擬包括以平均比特率128kbps運行的實時流的設(shè)備和運行盡力而為流的設(shè)備。如圖所示，根據(jù)此處的實施例的分布式自適應(yīng)MAC層導(dǎo)致兩個類830和840，它們由緊密聚集的曲線區(qū)分。該緊密聚集指出在每一類中的設(shè)備受到公平的對待。
現(xiàn)在參考圖9，另一模擬示出根據(jù)一實施例的自適應(yīng)爭用窗口系統(tǒng)與當前802.11b MAC層系統(tǒng)以及一固定區(qū)分系統(tǒng)之間的對照。圖9示出使用大小為500字節(jié)的分組和RTS的“加入-離開”情景。y軸910提供實時流的幀損失率(FLR)；x軸920標識用戶1到50。該模擬示出在不同時間段的三個80秒階段902、904和906。更具體地，每一階段模擬80秒，包括20個盡力而為流和20個實時流(每一流100kbps)902；隨后是10個實時流(每一流100kbps)和9個實時流(每一流200kbps)904；隨后是一個實時流(100kbps)和兩個實時流(1.4Mbps)906。
如圖所示，第一階段902使得自適應(yīng)爭用窗口940和固定區(qū)分系統(tǒng)950能夠達到比使用固定爭用窗口的802.11b系統(tǒng)好得多的FLR。在第二和第三階段，根據(jù)此處的實施例的自適應(yīng)爭用窗口系統(tǒng)940達到值為0的FLR，而其它兩個系統(tǒng)都產(chǎn)生約為5％的FLR。
考慮到可以應(yīng)用本發(fā)明的原理的眾多可能的實施例，可以認識到，此處關(guān)于附圖所述的實施例是僅旨在說明性的，且不作為對本發(fā)明的范圍的限制。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認識到，所示實施例中軟件形式的元素可以用硬件來實現(xiàn)，反之亦然，或可以對所示實施例在排列和細節(jié)上進行修改而不背離本發(fā)明的精神。從而，如此處所述的本發(fā)明預(yù)期所有這樣的實施例都落入所附權(quán)利要求書及其等價技術(shù)方案的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有時隙的網(wǎng)絡(luò)中提供區(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法，所述方法包括對網(wǎng)絡(luò)上的傳輸計算失敗概率；根據(jù)所述失敗概率的映射函數(shù)，確定一用于確定爭用窗口的目標值；以及根據(jù)所述目標值的縮放函數(shù)更改所述爭用窗口，所述縮放是根據(jù)傳輸?shù)腝oS。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括，當(1)對所述爭用窗口的前一更改是增加，且所述失敗概率低于前一失敗概率，以及(2)對所述爭用窗口的前一更改是減少，且所述失敗概率高于前一失敗概率時，更改所述爭用窗口。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，隨時間推移對所述爭用窗口的重復(fù)更改將所述爭用窗口收斂到所述目標值。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括，根據(jù)預(yù)定參數(shù)重復(fù)對所述爭用窗口的更改，所述預(yù)定參數(shù)包括時間和嘗試發(fā)送次數(shù)中的一個或多個。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述目標值是具有避免沖突的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)的無線局域網(wǎng)WLAN的目標爭用窗口值。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述目標值是一目標爭用窗口值，且所述失敗概率的映射函數(shù)根據(jù)傳輸?shù)腝oS來縮放所述目標爭用窗口值。
7.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述對爭用窗口的更改還包括，確定一新的爭用窗口用于傳輸。
8.如權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述新的爭用窗口是通過對前一爭用窗口應(yīng)用改變來確定的，所述改變是根據(jù)ΔCW=CWtarg-CWcurCWcurS]]>來確定的，其中，ΔCW表示改變所述前一爭用窗口的量，CWtarg表示目標爭用窗口，CWcur表示所述前一爭用窗口，而S表示所述縮放函數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，還包括從所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口中檢索統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，從網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口檢索到的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供了所述失敗概率。
11.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，從網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口檢索到的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)使得一統(tǒng)計引擎能夠確定所述失敗概率。
12.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)是遵循電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)(WLAN)。
13.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，計算所述失敗概率還包括平滑所述失敗概率。
14.如權(quán)利要求13所述方法，其特征在于，所述平滑是根據(jù)P(n)＝αP(n-1)+(1-α)Pmeasured(n)，其中Pmeasured表示測得的失敗概率，而α表示平滑因子。
15.一種用于在具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中保證公平性的方法，所述方法包括對網(wǎng)絡(luò)上的傳輸計算失敗概率；通過將所述失敗概率映射到一目標爭用窗口值的范圍，確定一用于確定對爭用窗口的更改的目標爭用窗口值，所述范圍是根據(jù)用于傳輸?shù)膮^(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)；以及根據(jù)所確定的對所述爭用窗口的更改，在一預(yù)定數(shù)量的嘗試發(fā)送和一個或多個公平性度量后，重復(fù)更改用于傳輸?shù)臓幱么翱凇?br> 16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述公平性度量包括，當(1)對所述爭用窗口的前一更改是增加，且所述失敗概率低于前一失敗概率，以及(2)對所述爭用窗口的前一更改是減少，且所述失敗概率高于前一失敗概率時，更改所述爭用窗口。
17.如權(quán)利要求15所述方法，其特征在于，還包括，根據(jù)P(n)＝αP(n-1)+(1-α)Pmeasured(n)平滑所述失敗概率，其中Pmeasured表示測得的失敗概率，而α表示平滑因子。
18.一種含有計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令實現(xiàn)一種用于在具有時隙的網(wǎng)絡(luò)中提供區(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)的方法，所述方法包括對網(wǎng)絡(luò)上的傳輸計算失敗概率；根據(jù)所述失敗概率的映射函數(shù)，確定一用于確定爭用窗口的目標值；以及根據(jù)所述目標值的一縮放函數(shù)更改所述爭用窗口，所述縮放是根據(jù)用于傳輸?shù)腝oS。
19.如權(quán)利要求18所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括，當(1)對所述爭用窗口的前一更改是增加，且所述失敗概率低于前一失敗概率，以及(2)對所述爭用窗口的前一更改是減少，且所述失敗概率高于前一失敗概率時，更改所述爭用窗口。
20.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，隨時間推移對所述爭用窗口的重復(fù)更改將所述爭用窗口收斂到所述目標值。
21.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，還包括，根據(jù)預(yù)定參數(shù)重復(fù)對所述爭用窗口的更改，所述預(yù)定參數(shù)包括時間和嘗試發(fā)送次數(shù)中的一個或多個。
22.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述目標值是具有避免沖突的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)的無線局域網(wǎng)WLAN的目標爭用窗口值。
23.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述目標值是一目標爭用窗口值，且所述失敗概率的映射函數(shù)根據(jù)用于傳輸?shù)腝oS來縮放所述目標爭用窗口值。
24.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，更改所述爭用窗口還包括，確定一新的爭用窗口用于傳輸。
25.如權(quán)利要求24所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述新的爭用窗口是通過對前一爭用窗口應(yīng)用一改變來確定的，所述改變是根據(jù)ΔCW=CWtarg-CWcurCWcurS]]>來確定的，其中，ΔCW表示改變所述前一爭用窗口的量，CWtarg表示目標爭用窗口，CWcur表示前一爭用窗口，而S表示所述縮放函數(shù)。
26.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，還包括從所述網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口檢索統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求26所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，從網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口檢索到的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供所述失敗概率。
28.如權(quán)利要求26所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，從網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口檢索到的所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)使得一統(tǒng)計引擎能夠確定所述失敗概率。
29.如權(quán)利要求18所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，計算所述失敗概率包括平滑所述失敗概率。
30.如權(quán)利要求29所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述平滑是根據(jù)P(n)＝αP(n-1)+(1-α)Pmeasured(n)，其中Pmeasured表示測得的失敗概率，而α表示平滑因子。
31.一種含有計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令實現(xiàn)一種用于在具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中保證公平性的方法，所述方法包括對網(wǎng)絡(luò)上的傳輸計算失敗概率；通過將所述失敗概率映射到一目標爭用窗口值的范圍，確定一用于確定對爭用窗口的更改的目標爭用窗口值，所述范圍是根據(jù)用于傳輸?shù)膮^(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)；以及根據(jù)所確定的對所述爭用窗口的更改，在預(yù)定次數(shù)的嘗試發(fā)送和一個或多個公平性度量后，重復(fù)更改用于傳輸?shù)臓幱么翱凇?br> 32.如權(quán)利要求31所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，所述公平性度量包括，當(1)對所述爭用窗口的前一更改是增加，且所述失敗概率低于前一失敗概率，以及(2)對所述爭用窗口的前一更改是減少，且所述失敗概率高于前一失敗概率時，更改所述爭用窗口。
33.如權(quán)利要求31所述計算機可讀介質(zhì)，其特征在于，還包括，根據(jù)P(n)＝αP(n-1)+(1-α)Pmeasured(n)平滑所述失敗概率，其中Pmeasured表示測得的失敗概率，而α表示平滑因子。
34.一種能夠在具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中保證公平性的無線設(shè)備，所述無線設(shè)備包括一網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，它被配置成向所述具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和從中接收信號；一耦合至所述NIC的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口，所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口被配置成提供關(guān)于所述具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計參數(shù)；一耦合至所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器被配置成監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計量；一至少耦合至所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器的統(tǒng)計引擎，所述統(tǒng)計引擎被配置成接收所述統(tǒng)計參數(shù)并在所述統(tǒng)計參數(shù)上執(zhí)行操作來確定一個或多個概率；以及一耦合至所述統(tǒng)計引擎和所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口中的一個或多個的自適應(yīng)參數(shù)引擎，所述自適應(yīng)參數(shù)引擎被配置成根據(jù)所述一個或多個概率的映射函數(shù)來確定用于確定一爭用窗口的目標值，以使能對補償周期作更改。
35.如權(quán)利要求34所述無線設(shè)備，其特征在于，所述自適應(yīng)參數(shù)引擎還被配置成向所述目標值應(yīng)用一縮放函數(shù)，所述縮放是根據(jù)用于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膮^(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
36.如權(quán)利要求34所述無線設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器是操作系統(tǒng)的一部分，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器被配置成在內(nèi)核模式中運行。
37.如權(quán)利要求34所述無線設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器被配置成作為基于類的模塊來操作，該模塊根據(jù)操作系統(tǒng)要求接收所述統(tǒng)計參數(shù)作為對象。
38.如權(quán)利要求34所述無線設(shè)備，其特征在于，所述自適應(yīng)參數(shù)引擎還被配置成為由所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口維護的媒體訪問控制(MAC)層確定新參數(shù)，以提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)區(qū)分。
39.一種能夠在具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中保證公平性的計算機系統(tǒng)，所述計算機系統(tǒng)包括一處理器；一耦合至所述處理器的存儲器；一耦合至所述處理器的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，所述NIC被配置成向所述具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和從中接收信號；一耦合至所述NIC的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口，所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口被配置成提供關(guān)于所述具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計參數(shù)；一耦合至所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器，所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器被配置成監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計量；一至少耦合至所述網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器的統(tǒng)計引擎，所述統(tǒng)計引擎被配置成接收所述統(tǒng)計參數(shù)，并在所述統(tǒng)計參數(shù)上執(zhí)行操作來確定一個或多個概率；以及一耦合至所述統(tǒng)計引擎和所述網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口中的一個或多個的自適應(yīng)參數(shù)引擎，所述自適應(yīng)參數(shù)引擎被配置成根據(jù)所述一個或多個概率的映射函數(shù)來確定一用于確定爭用窗口的目標值，以使能夠更改所述爭用窗口。
全文摘要
一種方法通過在分布式基礎(chǔ)上提供對媒體訪問控制(MAC)層參數(shù)的自適應(yīng)更新來提供區(qū)分的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。該方法包括對網(wǎng)絡(luò)上的傳輸計算失敗概率、根據(jù)該失敗概率的映射函數(shù)確定一用于確定爭用窗口的目標值、以及根據(jù)該目標值的縮放函數(shù)更改該爭用窗口。該映射函數(shù)和縮放能夠提供QoS區(qū)分。一種無線設(shè)備能夠在具有無線時隙的網(wǎng)絡(luò)中保證公平性，且包括網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器接口、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器、統(tǒng)計引擎和自適應(yīng)參數(shù)引擎，該自適應(yīng)參數(shù)引擎用于根據(jù)一個或多個概率的映射函數(shù)確定一用于確定爭用窗口的目標值，以使能夠?qū)υ摖幱么翱谶M行更改且為MAC層提供新的參數(shù)。
文檔編號H04W74/00GK1771746SQ200480009453
公開日2006年5月10日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者Z·郭, W·朱, Q·張, J·趙 申請人:微軟公司