本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法、接入點(diǎn)及站點(diǎn)。

背景技術(shù)：

無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，在安全監(jiān)控、交通管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。作為物聯(lián)網(wǎng)信息采集源的重要組成部分，無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控豐富了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

目前無(wú)線(xiàn)高清監(jiān)控多采用嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控端反饋圖像數(shù)據(jù)傳輸信息，圖像數(shù)據(jù)采集端根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)傳輸信息控制視頻編碼率，當(dāng)無(wú)線(xiàn)信道出現(xiàn)擁塞時(shí)，降低視頻質(zhì)量以達(dá)到緩解擁塞造成的時(shí)延和丟包?，F(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)高清視頻監(jiān)控的信道基準(zhǔn)主要是在2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段上，極其容易因同頻干擾造成丟包率過(guò)大。

當(dāng)前無(wú)線(xiàn)高清視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)主要存在如下問(wèn)題：無(wú)線(xiàn)高清視頻實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)相比非高清的勢(shì)必需要提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量和站點(diǎn)的緩存大小，但由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信道資源和嵌入式節(jié)點(diǎn)的緩存有限，很容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞和站點(diǎn)緩存溢出而造成嚴(yán)重丟包。另外但H.264視頻編碼模式為可變碼率模式(VBR)下具有更好的視頻編碼質(zhì)量，但當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)控內(nèi)容劇烈變化時(shí)VBR下STA容易產(chǎn)生突發(fā)的視頻流，可能造成站點(diǎn)傳輸時(shí)延和緩存溢出而產(chǎn)生的嚴(yán)重丟包。如果站點(diǎn)有重傳機(jī)制情況下，重傳會(huì)加劇時(shí)延。如何動(dòng)態(tài)控制在突發(fā)性視頻流情況下站點(diǎn)STA緩存空間、發(fā)送時(shí)隙和發(fā)送優(yōu)先級(jí)以降低時(shí)延和避免緩存溢出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法、接入點(diǎn)及站點(diǎn)，有效地提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源的利用率，解決了無(wú)線(xiàn)高清視頻監(jiān)控過(guò)程中因場(chǎng)景和亮度的變化引起站點(diǎn)采集視頻數(shù)據(jù)大小劇烈波動(dòng)而造成站點(diǎn)緩存剩余率變化，動(dòng)態(tài)分配站點(diǎn)優(yōu)先級(jí)和傳輸時(shí)隙大小而避免站點(diǎn)的緊急數(shù)據(jù)時(shí)延、平均時(shí)延和丟包持續(xù)惡化的問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，包括以下步驟：

101)接入點(diǎn)在信標(biāo)間隔的動(dòng)態(tài)分配周期發(fā)送輪詢(xún)幀進(jìn)行輪詢(xún)；

所述信標(biāo)間隔包括信道接入周期、動(dòng)態(tài)分配周期和數(shù)據(jù)發(fā)送周期；所述信道接入周期用于站點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；所述動(dòng)態(tài)分配周期用于分配站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；所述數(shù)據(jù)發(fā)送周期用于站點(diǎn)發(fā)送各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

102)接入點(diǎn)為各個(gè)站點(diǎn)分配傳輸時(shí)隙，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)；

所述傳輸時(shí)隙包括靜態(tài)時(shí)隙、競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和動(dòng)態(tài)時(shí)隙；所述靜態(tài)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送免競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)；所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送緊急數(shù)據(jù)；所述動(dòng)態(tài)時(shí)隙用于發(fā)送調(diào)節(jié)幀。

進(jìn)一步，所述步驟102)還包括接入點(diǎn)分配站點(diǎn)的發(fā)送優(yōu)先級(jí)，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)。

進(jìn)一步，還包括步驟103)接入點(diǎn)在動(dòng)態(tài)時(shí)隙發(fā)送調(diào)節(jié)幀至站點(diǎn)，調(diào)節(jié)視頻編碼參數(shù)。

進(jìn)一步，當(dāng)接入點(diǎn)檢測(cè)到某個(gè)站點(diǎn)的時(shí)延和丟包率超過(guò)閥值或搶占計(jì)數(shù)器的值大于0時(shí)，則執(zhí)行步驟103)。

一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，包括以下步驟：

201)站點(diǎn)接收輪詢(xún)幀，將時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)發(fā)送至接入點(diǎn)；

202)站點(diǎn)根據(jù)分配的傳輸時(shí)隙來(lái)發(fā)送各個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)；所述傳輸時(shí)隙包括靜態(tài)時(shí)隙、競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙和動(dòng)態(tài)時(shí)隙；所述靜態(tài)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送免競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)；所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送緊急數(shù)據(jù)；所述動(dòng)態(tài)時(shí)隙用于發(fā)送調(diào)節(jié)幀。

進(jìn)一步，所述站點(diǎn)有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，通過(guò)搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送；

所述站點(diǎn)通過(guò)分配的發(fā)送優(yōu)先級(jí)選擇搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送；發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)搶占發(fā)送優(yōu)先級(jí)比自身低的站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送。

進(jìn)一步，所述站點(diǎn)搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，搶占計(jì)數(shù)器的值加1。

進(jìn)一步，所述站點(diǎn)的時(shí)延和丟包率超過(guò)閥值，或者搶占計(jì)數(shù)器的值大于0時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)幀調(diào)節(jié)視頻編碼參數(shù)。

一種接入點(diǎn)，包括：發(fā)送模塊，用于發(fā)送輪詢(xún)幀，掃描網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)；發(fā)送Grant幀，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)，所述Grant幀中含有分配給各個(gè)站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；

接收模塊，用于接收站點(diǎn)發(fā)送的SPR幀，所述SPR幀中包含有站點(diǎn)的時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)信息。

一種站點(diǎn)，包括：接收模塊，用于接收接入點(diǎn)發(fā)送的發(fā)送Grant幀，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)，所述Grant幀中含有分配給各個(gè)站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；

發(fā)送模塊，用于發(fā)送的SPR幀，所述SPR幀中包含有站點(diǎn)的時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)信息；所述發(fā)送模塊根據(jù)分配的傳輸時(shí)隙來(lái)發(fā)送各個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法、接入點(diǎn)及站點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)態(tài)分配站點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙以及優(yōu)先級(jí)，以解決各個(gè)STA在不同的發(fā)送需求的情況下，因站點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙小以及優(yōu)先級(jí)低而導(dǎo)致STA平均時(shí)延惡化。同時(shí)通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃信標(biāo)間隔中CBAP時(shí)隙和VAP時(shí)隙的大小以及發(fā)送優(yōu)先級(jí)，以解決作為緊急數(shù)據(jù)的突發(fā)性視頻流需要及時(shí)發(fā)送以及STA點(diǎn)緩存不足的情況下，而導(dǎo)致緊急數(shù)據(jù)時(shí)延和站點(diǎn)緩存溢出而丟包的問(wèn)題；有效地提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源的利用率。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明所述方法的流程圖；

圖2為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為無(wú)線(xiàn)視頻傳輸超幀結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明提供的一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，提出了根據(jù)各個(gè)站點(diǎn)(Station，STA)實(shí)時(shí)緩存剩余率和時(shí)延大小動(dòng)態(tài)公平分配站點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙大小以及優(yōu)先級(jí)的技術(shù)策略，有效地提高了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源的利用率，特別適用于高清視頻數(shù)據(jù)傳輸和以及高清視頻監(jiān)控，其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，如圖2所示，對(duì)視頻碼流傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性給予了保障。

本發(fā)明實(shí)施例提供的第一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，以接入點(diǎn)(Access Point，AP)的角度來(lái)進(jìn)行描述，所述方法包括以下步驟：

101)接入點(diǎn)在信標(biāo)間隔的動(dòng)態(tài)分配周期發(fā)送輪詢(xún)幀進(jìn)行輪詢(xún)；

將固定的信標(biāo)間隔分為信道接入周期(ATI)、動(dòng)態(tài)分配周期(DAI)和數(shù)據(jù)發(fā)送周期(DTI)；所述信道接入周期用于站點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)；所述動(dòng)態(tài)分配周期用于分配站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；所述數(shù)據(jù)發(fā)送周期用于站點(diǎn)發(fā)送各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的信道資源訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程中，考慮到站點(diǎn)的接入個(gè)數(shù)和緩存有限，以及高清視頻幀的比特率大，需要更多信道資源進(jìn)行發(fā)送，所以將信標(biāo)間隔進(jìn)行擴(kuò)大以滿(mǎn)足基本的站點(diǎn)發(fā)送需求，但是信標(biāo)的擴(kuò)大也會(huì)帶來(lái)時(shí)延，綜合兩者考慮，可以將常規(guī)信標(biāo)間隔設(shè)為30ms，并將固定的信標(biāo)間隔分為ATI+DAI+DTI三個(gè)階段。

ATI階段以站點(diǎn)的入網(wǎng)為主，主要用于在每個(gè)信標(biāo)間隔中進(jìn)行新站點(diǎn)的請(qǐng)求入網(wǎng)工作，同時(shí)利用信標(biāo)幀Beacon確認(rèn)有哪些站點(diǎn)丟線(xiàn)。auth幀以assoc幀進(jìn)行站點(diǎn)STA入網(wǎng)的認(rèn)證和連接工作。

DAI階段STA向AP發(fā)送實(shí)時(shí)緩存剩余率和時(shí)延大小，AP依據(jù)STA的實(shí)時(shí)緩存剩余率和時(shí)延計(jì)算出靜態(tài)時(shí)隙SP、競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙VAP和動(dòng)態(tài)時(shí)隙CBAP三種時(shí)隙大小以及站點(diǎn)的發(fā)送優(yōu)先級(jí)，各個(gè)站點(diǎn)根據(jù)信道資源的分配信息在DTI時(shí)隙開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

DTI階段主要用于各STA和AP在既定的時(shí)隙進(jìn)行視頻幀的以及緊急信令的發(fā)送。其中競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙CBAP主要用于H264碼流采集參數(shù)調(diào)節(jié)的信令，以及被發(fā)送時(shí)隙為VAP同時(shí)被搶占的站點(diǎn)兩者以CSMA/CA機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送，如圖3所示。

102)接入點(diǎn)為各個(gè)站點(diǎn)分配傳輸時(shí)隙及各個(gè)站點(diǎn)的發(fā)送優(yōu)先級(jí)，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)；

所述傳輸時(shí)隙包括靜態(tài)時(shí)隙(SP)、競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙(VAP)和動(dòng)態(tài)時(shí)隙(CBAP)；所述靜態(tài)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送免競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)；所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送緊急數(shù)據(jù)；所述動(dòng)態(tài)時(shí)隙用于發(fā)送調(diào)節(jié)幀。

根據(jù)高清視頻數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和以及所述高清視頻監(jiān)控的功能需求，根據(jù)各個(gè)STA實(shí)時(shí)緩存剩余率和時(shí)延大小動(dòng)態(tài)公平分配站點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙大小以及發(fā)送優(yōu)先級(jí)。在每個(gè)信標(biāo)間隔開(kāi)始時(shí)，各個(gè)STA通過(guò)DAI階段向AP發(fā)送傳輸需求幀，幀里面包括請(qǐng)求發(fā)送時(shí)隙大小的字段信息。AP通過(guò)收集各STA的需求時(shí)隙信息，通過(guò)信標(biāo)截?cái)嗪蛿U(kuò)展，在DTI階段將傳輸信息添加到Grant幀，發(fā)送給各個(gè)STA。其中CBAP時(shí)隙大小為站點(diǎn)的所請(qǐng)求剩余時(shí)隙值。站點(diǎn)在相應(yīng)的時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

步驟103)當(dāng)接入點(diǎn)檢測(cè)到某個(gè)站點(diǎn)的時(shí)延和丟包率超過(guò)閥值或搶占計(jì)數(shù)器的值大于0時(shí)，接入點(diǎn)在動(dòng)態(tài)時(shí)隙發(fā)送調(diào)節(jié)幀至站點(diǎn)，調(diào)節(jié)視頻編碼參數(shù)。

本法所述的接入點(diǎn)，包括：發(fā)送模塊，用于發(fā)送輪詢(xún)幀，掃描網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)；發(fā)送Grant幀，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)，所述Grant幀中含有分配給各個(gè)站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；

接收模塊，用于接收站點(diǎn)發(fā)送的SPR幀，所述SPR幀中包含有站點(diǎn)的時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)信息。

本發(fā)明實(shí)施例提供的第二種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，以站點(diǎn)(STA)的角度來(lái)進(jìn)行描述，所述方法包括以下步驟：

步驟201)站點(diǎn)接收輪詢(xún)幀，將時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)發(fā)送至接入點(diǎn)；

步驟202)站點(diǎn)根據(jù)分配的傳輸時(shí)隙來(lái)發(fā)送各個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)；所述傳輸時(shí)隙包括靜態(tài)時(shí)隙(SP)、競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙(VAP)和動(dòng)態(tài)時(shí)隙(CBAP)；所述靜態(tài)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送免競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)；所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙用于終端站點(diǎn)發(fā)送緊急數(shù)據(jù)；所述動(dòng)態(tài)時(shí)隙用于發(fā)送調(diào)節(jié)幀。

根據(jù)高清視頻數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和以及所述高清視頻監(jiān)控的功能需求，提出了根據(jù)各個(gè)STA實(shí)時(shí)緩存剩余率和時(shí)延大小動(dòng)態(tài)公平分配站點(diǎn)的發(fā)送時(shí)隙大小以及優(yōu)先級(jí)的技術(shù)策略。在每個(gè)信標(biāo)間隔開(kāi)始時(shí)，各個(gè)STA通過(guò)DAI階段向AP發(fā)送傳輸需求幀，幀里面包括請(qǐng)求發(fā)送時(shí)隙大小的字段信息。AP通過(guò)收集各STA的需求時(shí)隙信息，通過(guò)信標(biāo)截?cái)嗪蛿U(kuò)展，在DTI階段將傳輸信息添加到Grant幀，發(fā)送給各個(gè)STA，站點(diǎn)在相應(yīng)的時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。其中，CBAP時(shí)隙大小為站點(diǎn)的所請(qǐng)求剩余時(shí)隙值。

各個(gè)STA的實(shí)時(shí)性與信標(biāo)間隔大小有關(guān)，如果信標(biāo)需要擴(kuò)展的情況下，站點(diǎn)STA的時(shí)延在一定程度上惡化。其次站點(diǎn)緩存幀的時(shí)延和緩存剩余大小不同，需要不同的發(fā)送優(yōu)先級(jí)控制幀時(shí)延和站點(diǎn)緩存剩余大小，以避免緩存溢出丟包和幀時(shí)延惡化。根據(jù)上述情況對(duì)前一技術(shù)策略進(jìn)行優(yōu)化，提出了一種基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度控制幀時(shí)延和站點(diǎn)緩存的策略。

所述站點(diǎn)有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送時(shí)，通過(guò)搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送；站點(diǎn)通過(guò)分配的發(fā)送優(yōu)先級(jí)選擇搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送；發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的站點(diǎn)搶占發(fā)送優(yōu)先級(jí)比自身低的站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送。所述站點(diǎn)搶占其他站點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙進(jìn)行緊急數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，搶占計(jì)數(shù)器的值加1；

站點(diǎn)的時(shí)延和丟包率超過(guò)閥值，或者搶占計(jì)數(shù)器的值大于0時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)幀，調(diào)節(jié)視頻編碼參數(shù)。

AP端固定信標(biāo)間隔設(shè)為固定值，參考的linux的內(nèi)核的公平調(diào)度算法(Completely Fair Scheduler,CFS)，首先初始狀態(tài)下給各個(gè)站點(diǎn)平均分配站點(diǎn)發(fā)送時(shí)隙大小，在下一個(gè)信標(biāo)間隔中，AP根據(jù)站點(diǎn)的SPR幀實(shí)時(shí)QoS參數(shù)和剩余緩存率進(jìn)行各個(gè)站點(diǎn)的時(shí)隙分配和優(yōu)先級(jí)排序，由于監(jiān)控對(duì)時(shí)延的敏感，Cisco公司指出時(shí)延范圍為20ms-30ms，實(shí)施例中時(shí)延閥值M_d值可設(shè)置為30ms。時(shí)延超過(guò)閥值M_d的STA優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高優(yōu)先級(jí)0，緩存剩余率超過(guò)閥值M_i的STA優(yōu)先級(jí)為1，其余普通站點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)與其發(fā)送時(shí)隙大小成正比，優(yōu)先級(jí)依次從2往下降低。

由于站點(diǎn)的緩存空間有限，一方面為了避免因突發(fā)性視頻流導(dǎo)致站點(diǎn)緩存溢出的問(wèn)題，另一方面突發(fā)性視頻信息因重要需以第一時(shí)間進(jìn)行發(fā)送。在上述通過(guò)優(yōu)先級(jí)調(diào)度控制幀時(shí)延和緩存大小技術(shù)策略基礎(chǔ)上，提出了一種基于VAP時(shí)隙搶占信道資源的技術(shù)策略。在原有的靜態(tài)時(shí)隙SP和動(dòng)態(tài)時(shí)隙CBAP時(shí)隙基礎(chǔ)上，增加了新的時(shí)隙類(lèi)型VAP，當(dāng)AP端或者站點(diǎn)有緊急信令幀發(fā)送時(shí)，可以搶占分配給較低優(yōu)先級(jí)站點(diǎn)的VAP時(shí)隙。將調(diào)節(jié)的問(wèn)題以及參數(shù)發(fā)給站點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的處理，或者站點(diǎn)STA_i在相應(yīng)時(shí)隙VAP_i到來(lái)之前，其他站點(diǎn)STA_j有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送，STA_j搶占站點(diǎn)STA_i的VAP_i時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并且STA_j搶占計(jì)數(shù)器N_i的值加1，否則STA_i直接在VAP_i進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的免競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。采用該技術(shù)方案為突發(fā)性視頻流的STA提供搶占機(jī)制，使得突發(fā)的多媒體數(shù)據(jù)得以及時(shí)發(fā)送，避免突發(fā)性時(shí)延惡化和緩存溢出而嚴(yán)重丟包的問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種站點(diǎn)，包括：接收模塊，用于接收接入點(diǎn)發(fā)送的發(fā)送Grant幀，并發(fā)送至各個(gè)站點(diǎn)，所述Grant幀中含有分配給各個(gè)站點(diǎn)的傳輸時(shí)隙；

發(fā)送模塊，用于發(fā)送的SPR幀，所述SPR幀中包含有站點(diǎn)的時(shí)延、丟包率、緩存剩余率等參數(shù)信息；所述發(fā)送模塊根據(jù)分配的傳輸時(shí)隙來(lái)發(fā)送各個(gè)類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的第三種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中信道資源分配方法，以無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的角度來(lái)進(jìn)行描述，所述系統(tǒng)中包含若干個(gè)AP和若干個(gè)STA，如圖1所示，所述方法包括以下步驟：

步驟301)AP在信標(biāo)間隔時(shí)隙BI的DAI(動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙)開(kāi)端廣播發(fā)送poll幀進(jìn)行輪詢(xún)。在DAI時(shí)隙中AP發(fā)送的控制幀poll的作用在于掃描當(dāng)前存在于網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中可能存在有的站點(diǎn)此時(shí)有掉線(xiàn)的情況。

步驟302)各個(gè)STA_i收到poll幀后，RCTP包獲取時(shí)延、丟包率，和自身的緩存剩余率一起填充到SPR幀，AP計(jì)算出此時(shí)的DAI時(shí)隙的大小；

SPR幀主要用于站點(diǎn)進(jìn)行服務(wù)時(shí)隙的請(qǐng)求，其幀中增加QoS字段和RCE字段，為站點(diǎn)優(yōu)先級(jí)提供評(píng)估依據(jù)。

QoS字段主要包括站點(diǎn)通過(guò)用戶(hù)空間RTCP協(xié)議包而實(shí)時(shí)獲取的時(shí)延T_d和丟包率T_s，初始值為零。

RCE字段主要是站點(diǎn)的剩余緩存率B_i，其值計(jì)算公式如下:其中B_c為當(dāng)前站點(diǎn)的剩余緩存，B為總的緩存大小。

DAI時(shí)隙的大小為T(mén)-T_last，其中T根據(jù)信標(biāo)幀的時(shí)間戳timestamp字段的獲得，而T_last由AP最后一個(gè)站點(diǎn)poll幀時(shí)的時(shí)間戳timestamp字段獲得。

步驟303)協(xié)調(diào)器AP根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)各個(gè)站點(diǎn)時(shí)延、丟包率和剩余緩存率計(jì)算出各個(gè)STA應(yīng)該分配的時(shí)隙大小。將分配信息封裝到Grant幀中，廣播發(fā)送給各個(gè)站點(diǎn)。

DTI時(shí)隙分配機(jī)制主要是參考的linux的內(nèi)核的CFS(Completely Fair Scheduler)調(diào)度算法，初始狀態(tài)各個(gè)站點(diǎn)的獲得時(shí)隙SP的時(shí)長(zhǎng)為T(mén)_bi/N.其中為T(mén)_bi信標(biāo)間隔固定大小，N為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)STA個(gè)數(shù)，沒(méi)有CBAP和VAP。

經(jīng)一段時(shí)間T之后，AP根據(jù)站點(diǎn)的SPR幀新的實(shí)時(shí)QoS參數(shù)和剩余緩存率B_i進(jìn)行新的各個(gè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)分配，各個(gè)站點(diǎn)的時(shí)隙時(shí)長(zhǎng)由算式計(jì)算得到。其中的值為站點(diǎn)i對(duì)應(yīng)的時(shí)延大小，為站點(diǎn)對(duì)應(yīng)站點(diǎn)的剩余緩存率，T_gd為保護(hù)間隔，其用于從DTI時(shí)隙進(jìn)入DAI時(shí)隙的緩沖，防止干擾。l₁為時(shí)延權(quán)重因子，l₂為緩存空間的權(quán)重因子。CBAP時(shí)隙大小由算式T_CBAP＝(N_s+N_ADT)×T_min計(jì)算得到，N_s記錄搶占VAP時(shí)隙的總個(gè)數(shù)，其值由計(jì)算得到,N_i為站點(diǎn)STA_i搶占計(jì)數(shù)器N_i，STA_i每搶占一個(gè)VAP時(shí)隙N_i加1。T_min為當(dāng)前信標(biāo)時(shí)隙中站點(diǎn)獲得時(shí)隙最小的時(shí)隙值，同時(shí)其時(shí)隙類(lèi)型為VAP。N_ADT為時(shí)延和丟包率超過(guò)一定閥值M_d、M_s的STA個(gè)數(shù)。AP端將N_s個(gè)時(shí)隙較小的時(shí)隙分配為VAP時(shí)隙。

步驟304)STA通過(guò)授權(quán)幀Grant獲取相應(yīng)的時(shí)隙分配信息，站點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)隙進(jìn)行視頻發(fā)送和休眠。

站點(diǎn)STA_i根據(jù)接收到的Grant幀中時(shí)隙類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)送和休眠調(diào)節(jié)，STA_i在相應(yīng)靜態(tài)時(shí)隙SP_i進(jìn)行數(shù)據(jù)的免競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送。

STA_i在相應(yīng)的靜態(tài)時(shí)隙SP_i到來(lái)之前休眠，在SP_i時(shí)隙開(kāi)始時(shí)刻，其他站點(diǎn)進(jìn)行休眠，STA在啟動(dòng)定時(shí)器timer_i開(kāi)始發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)隙大小為SP_i時(shí)候，停止發(fā)送數(shù)據(jù)并進(jìn)入睡眠。

步驟305)判斷站點(diǎn)STA_i在相應(yīng)預(yù)留時(shí)隙VAP_i到來(lái)之前其他站點(diǎn)是否有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送，如果有搶占站點(diǎn)STA_i的VAP_i時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。否則STA_i的VAP_i時(shí)隙相當(dāng)于靜態(tài)時(shí)隙一樣，STA_i直接進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的免競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送；

VAP分配時(shí)隙最小，是一種動(dòng)態(tài)調(diào)度時(shí)隙，其性質(zhì)為可搶占，能夠提高AP調(diào)度的靈活性。當(dāng)AP端或者站點(diǎn)發(fā)送緊急信令發(fā)送時(shí)，可以搶占分配給低優(yōu)先級(jí)站點(diǎn)的VAP時(shí)隙，以降低傳輸時(shí)延。站點(diǎn)STA_i在相應(yīng)時(shí)隙VAP_i到來(lái)之前其他站點(diǎn)STA_j有緊急數(shù)據(jù)需要發(fā)送，搶占站點(diǎn)STA_i的VAP_i時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，并且STA_j搶占計(jì)數(shù)器N_i的值加1，否則STA_i直接在VAP_i進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的免競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送；

步驟306)如果協(xié)調(diào)器AP獲取的某個(gè)站點(diǎn)的時(shí)延和丟包率超過(guò)一定閥值M_d、M_s或者AP端VAP搶占的計(jì)數(shù)器N_s大于0，則通過(guò)計(jì)算分配相應(yīng)的CBAP時(shí)隙長(zhǎng)度，在其時(shí)隙期間進(jìn)行AP向時(shí)延和丟包率超過(guò)閥值站點(diǎn)STA_i發(fā)送調(diào)節(jié)幀ADT，進(jìn)行視頻編碼參數(shù)調(diào)節(jié)，以降低視頻質(zhì)量換取時(shí)延保證，同時(shí)站點(diǎn)也競(jìng)爭(zhēng)信道發(fā)送相應(yīng)的視頻業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

STA_i和AP進(jìn)行CBAP競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送時(shí)，Priority_AP＞Priority_VAP＞Priority_i表示STA和AP的優(yōu)先級(jí)。Priority_AP表示AP優(yōu)先級(jí)，AP在CBAP時(shí)隙發(fā)送的數(shù)據(jù)主要是緊急信令，時(shí)延要求高，所以?xún)?yōu)先級(jí)最大。Priority_VAP為被搶占的VAP時(shí)隙站點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，被搶占的VAP時(shí)隙對(duì)應(yīng)站點(diǎn)此時(shí)緩存空間會(huì)存儲(chǔ)較多的H.264幀需要發(fā)送，所以為防止緩存溢出和站點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)延過(guò)大。應(yīng)緊急進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)發(fā)送。所以?xún)?yōu)先級(jí)次之。Priority_VAP的為所有時(shí)隙類(lèi)型為SP和未被搶占的VAP時(shí)隙站點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)。參考IEEE 802.11e EDCA機(jī)制，高優(yōu)先級(jí)站點(diǎn)分配較大仲裁間隔AFIS，上述三種優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)的仲裁間隔關(guān)系為AFIS_AP＞AFIS_VAP＞AFIS_i。接下來(lái)CBAP時(shí)隙利用CSMA/CA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。

最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其做出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。