CN100438459C - 在媒体访问控制处理器中处理多媒体信息包的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LAN中MAC处理器的多媒体信息包的处理系统和方法，特别涉及无线LAN中MAC处理器的多媒体信息包处理系统和方法，它不仅处理通常在MAC层中进行的数据传输而且实时处理话音或运动图像数据。它推迟允许一定延迟量的普通数据的传输，并且在普通数据信息包之前传输运动图像信息包或话音信息包。被推迟的数据信息包被存储在双缓冲器模块的第二缓冲器模块中。当所有运动图像信息包或话音信息包被传输后，基于重传延时过程，存储在双缓冲器模块的第二缓冲器模块中的被推迟的数据信息包在存储于双缓冲器模块的第一缓冲器模块中的等待的数据信息包之前被传输。因此，可以无延缓地传输实时运动图像信息包或话音信息包。

Description

在媒体访问控制处理器中处理多媒体信息包的系统和方法
发明领域
本发明涉及一种在局域网(LAN)的媒体访问控制(MAC)处理器中处理多媒体信息包的系统和方法，尤其是涉及在无线LAN中的MAC处理器中处理多媒体信息包的系统和方法，使用此系统和方法，不仅可以传输在MAC层中处理的数据，而且可以实理处理话音或运动图像。
背景技术
MAC层的常规功能是使多个站能够以最小的干扰和高的性能水平访问公共信道。通常，使用载波侦听多路访问(CSMA)/冲突检测(CA)方法。这是一种异步业务的基于争用的方法，在此方法中所有的站都有同等的访问网络的权利。此方法中，将请求发送(RTS)和清除发送(CTS)确认功能加到冲突避免功能中以保证信息包传输的稳定性。
无线LAN的普通MAC处理器使用CSMA/CA方法进行指数随机重传延时处理以进行数据传输。一旦检测到媒体(站试图将MAC协议数据单元(MPDU)发送到该媒体)正处于忙状态，则进行指数随机重传延时过程。重传延时过程由随机重传延时时间方程选定。重传延时定时器由媒体空闲的时隙进行减数。当媒体处于忙状态时，重传延时定时器停止。当检测到媒体空闲时间长于分布式帧间间隔(DIFS)时重传延时定时器重新开始减数。一旦重传延时定时器为零即开始数据传输。
传输MPDU后，站让另一个MPDU进行上述的重传延时过程。在此，需要确保站具有公平和相等的机会去访问媒体。当有多个站正在等待且已经进行了随机重传延时过程时，通过随机函数选中最小等待时间的站在访问争先中胜出。
上述方法在先入先服务原则的基础上能保证公平的访问，因为在争先中失败的站在下一个DIFS后再次等待并且比其它第一次参与重传延时的站具有更短的重传延时延迟时间。
图1为图示传统无线LAN中的MAC处理器的重传延时过程的框图。
如图1所示，进行重传延时过程以使等待了较长时间的站能具有更多的机会来访问信道。在争先中失败的站的等待时隙减少。如果先进行RTS/CTS消息交换，则仅当2个或多个站选择同一时隙时才会出现冲突。然后，这些站以争先窗口值重新进入争先状态，该争先窗口值以指数级增长。
例如，如果某一站想要发送数据但是信道已被占用，则该站必须等待直到前一用户使用完毕。一个DIFS时间过去之后，位于重传延时窗口中的时隙被随机地选择。
之后，已选择初始时隙的站开始传输。仅当2个或多个站选中同一时隙时才出现冲突。由于其它站已选择初始时隙而在争先中失败的站将重传延时计数器冻结。在接下来的争先中，在上一次争先中失败的站获得较高的优先度，因为它仅需等待剩余的时隙。
如上所述，在传统的无线LAN中，进行允许有一定延迟量的随机重传延时过程以进行数据传输。当传输话音或运动图像时，数据传输将常常由于延迟而被延缓。另外，在传统的随机重传延时方法中，[根据传输速度随机地确定传输优先度可能会显著影响吞吐量。]因此，在传统的无线LAN中，事实上由于这些问题而不可能实时处理话音或运动图像数据。
发明概述
本发明的目的是提供一种无线LAN中的多媒体信息包处理系统和方法，在此无线LAN中，要求实时传输的信息包可以不间断地传输。根据本发明，当要求实时传输的信息包(如运动图像信息包或话音包)进入等待列表时，挂起允许一定延迟的数据的传输，将需要实时传输的信息包发送出去，从而实现这个目的。
为了实现上述目的，根据本发明的优选实施例，位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理系统包括；动态重传延时访问模块，它确定将在无线局域网中传输的信息包的优先度，并为具有更高优先度的信息包设置更短的重传延时；优先度抢先模块，它根据动态重传延时访问模块中确定的优先度先传输具有较高优先度的信息包；双缓冲器模块，它根据优先度抢先模块的控制存储和传输要在无线LAN中传输的信息包。
更为优选地，动态重传延时访问模块在传输前按照运动图像，话音和其它数据的顺序确定要在无线LAN中传输的信息包的传输优先度。
更为优选地，优先度抢先模块使具有高优先度的运动图像或话音能够抢占双缓冲器模块中被普通数据信息包占据的部分。
更为优选地，如果无线LAN中有运动图像或话音信息包要传输，优先度抢先模块延迟数据信息包的传输，先传输这些运动图像或话音信息包，然后传输被抢先的数据信息包。
更为优选地，双缓冲器模块包括第一缓冲器模块，它存储并管理在动态重传延时访问模块的重传延时过程之前接收到的数据信息包；第二缓冲器器模块，它存储并管理被抢先的数据信息包，此数据信息包等待在具有更高优先度的信息包传输之后被传输。
为了实现上述目的，根据本发明的优选实施例，位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法包括如下步骤：当在普通数据信息包的传输中输入了具有更高优先度的信息包时，延缓某些数据信息包的传输并且先处理具有更高优先度的信息包；将抢先于其它数据信息包的传输的更高优先度的信息包传输出去，同时，单独地存储被抢先的数据信息包；和在将具有更高优先度的所有信息包传输出去之后读出并且传输所存储的被抢先的数据信息包。
优选地，被抢先的数据信息包被存储在双缓冲器模块中单独的缓冲器区。
更为优选地，被抢先的数据信息包的传输过程包括如下步骤：基于排队技术，为排在所存储的被抢先数据信息包中当前要求传输的其它数据信息包之前的数据包设置更短的重传延时时间；确定是否所有具有高优先度的信息包已被传输；在高优先度的信息包已全被传输出去的情况下，在当前要求传输的数据信息包的传输之前先将被抢先的数据信息包传输出去；和在所有的被抢先数据信息包被传输之后将当前要求传输的数据信息包传输出去。
根据本发明的优选实施例，位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法还可以包括如下步骤：按照运动图像，话音和普通数据的顺序设置将要被传输的信息包的优先度，并为具有更高优先度的信息包设置更短的重传延时时间。
附图简要说明
图1为图示传统无线LAN中的MAC处理器的重传延时过程的框图。
图2为图示根据本发明的优选实施例的无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息处理的结构的框图。
图3为图示根据本发明的优选实施例的无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法的流程图。
图4为图示图3中的动态重传延时访问模块工作的框图。
优选实施例详述
以下对附图所示的根据本发明优选实施例的无线LAN中MAC处理器的多媒体信息包的处理进行详细的说明。
根据本发明的优选实施例，如图2所示，位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理系统包括：动态重传延时访问模块10，优先度抢先模块20和双缓冲器模块30。
动态重传延时访问模块10按照(例如)运动图像，话音和其它数据的顺序设置要在无线LAN中传输的信息包的优先度，并且使信息包能按照指定的优先度顺序传输。由于传统的随机重传延时过程不适合此目的，本发明中，在检查环境时预先确定的高优先度信息包可以具有更短的重传延时时间，以更早地传输。换句话说，具有高优先度的信息包(例如运动图像信息包或话音信息包)具有比数据信息包更短的重传延时时间。结果，可以比传统的随机重传延时过程更为有效地进行实时传输。
更为特别地，如果无线LAN中的信息包为数据信息包，则动态重传延时访问模块10进行随机重传延时过程。相反，如果要传输高优先度信息包(例如运动图像信息包或话音信息包)，则使用根据一定的规则设定优先度的方法，而不是使用随机争先窗口(CW)方法。
因此，具有更高优先度的信息包被先传输。
优先度抢先模块20使双缓冲器模块20中被普通数据占据的部分被具有更高优先度的信息包(例如运动图像信息包或话音信息包)争用，此更高的优先度是在动态重传延时访问模块10中确定的。
传统的随机重传延时方法中，在运动图像或话音实时传输的情况下，运动图像或话音必须无延缓地传输。因此，如果任何此类要进行实时传输的信息包进入无线LAN，这些信息包必须立即无任何延迟地传输。然而，如果没有足够的空间用于此类运动图像信息包或话音信息包的传输，相关的信息包将等待直到具有足够的空间。这种等待导致了传播延迟的增加。为了克服传统方法的这种问题，优先度抢先模块20暂时推迟允许一定延迟量的数据信息包的传输并且将此信息包存储于双缓冲器模块30中。然后，优先度抢先模块20首先传输相关的运动图像信息包或话音信息包。所有的此类信息包传输完之后，再传输被抢先的数据信息包。
双缓冲器模块30根据优先度抢先模块20的控制存储信息包并且传输此信息包。双缓冲器模块30包括第一缓冲器模块31，它存储和管理在重传延时过程之前接收到的数据信息包，以及第二缓冲器模块32，它存储和管理等待在高优先度信息包(例如运动图像信息包或话音信息包)传输之后进行传输的被抢先的数据信息包。
以下参照图3的流程图对根据本发明优选实施例的位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法进行说明。
首先，动态重传延时访问模块10按照运动图像，话音和普通数据的顺序设置要在无线LAN中传输的信息包的优先度。动态重传延时访问模块10为运动图像信息包或话音信息包设置比普通数据信息包更短的重传延时时间，其中运动图像信息包或话音信息包是具有比普通数据信息包更高的优先度的信息包。
因此，当存储在双缓冲器模块30的第一缓冲器模块31中的数据信息包通过占据给定的时隙而被传输时，动态重传延时访问模块10确定是否有任何具有更高优先度的运动图像或者话音信息包输入(S10)。
如果在步骤S10中确定没有比正在传输的数据信息包具有更高优先度的运动图像或话音信息包输入，则动态重传延时访问模块10试图以传统的重传延时过程同样的方式进行媒体访问。优先度抢先模块20根据动态重传延时访问模块10的访问控制使存储在双缓冲器模块30的第一缓冲器器模块31中的数据信息包能被传输(S12)。
另外，如果步骤S10中确定有比正在传输的数据信息包具有更高优先度的运动图像或话音信息包输入，如图3所示，动态重传延时访问模块10为此类高优先度运动图像或话音信息包设置比数据信息包更短的重传延时时间。优先度抢先模块20使此类高优先度的运动图像信息包或话音信息包抢先于存储在双缓冲器器模块30的第一缓冲器器模块之中的数据信息而占到时隙。因此，延缓了此类数据信息包的传输(S14)。
之后，优先度抢先模块20将被抢先的数据信息包存储在双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中，此信息包的传输在步骤S14(S16)中被推迟，并且传输在步骤S14(S18)中抢到时隙的高优先度运动图像信息包或话音信息包。
其后，确定是否所有相关的运动图像信息包或话音信息包都已由步骤16(20)传输。如果传输已完成，则传输存储于双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中的数据信息包(S22)。
为了防止存储于双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中的数据信息包的传输发生显著的传播延迟，动态重传延时访问模块10为存储于双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中的被抢先的数据信息包采用排队技术。换句话说，先排队的数据信息包获得比其它存储于双缓冲器模块30的第一缓冲器模块31中的数据信息包更短的重传延时时间。因此，优先度抢先模块20使存储于双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中的被抢先的数据信息包能够抢占相关的时隙，并且在存储于双缓冲器模块30的第一缓冲器模块31中的其它数据信息包之前传输。
如上所述，根据本发明的优选实施例，在无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法通过按照运动图像，话音和其它数据的顺序设置优先度，从而在传输数据信息包之前先传输实时运动图像或话音信息包，当输入了更高优先度的信息包时，延缓允许一定延迟量的数据信息包的传输，而先传输实时运动图像信息包或者话音信息包，从而使得本发明能够比传统的随机重传延时方法更为有效地传输实时数据。
另外，根据本发明的优选实施例，位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法延缓允许一定延迟量的数据信息包的传输，以先传输运动图像或话音之类的实时多媒体数据，其中被延缓的数据信息包存储于双缓冲器模块30的第二缓冲器模块32中，并且，所有的运动图像信息包或话音信息包都被传输后，根据重传延时过程，被延缓的数据信息包将在存储于双缓冲器模块30的第一缓冲器模块31中的其它数据信息包之前被传输。
如果在数据传输期间输入了实时运动图像信息包或话音信息包，则推迟允许一定延迟量的数据信息包的传输，并且通过上述步骤先传输运动图像或话音信息包。结果，在传输期间无延迟地传输实时数据成为可能。
上述的位于无线LAN中的MAC处理器的多媒体信息包处理方法的实施例仅仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。对于本领域技术人员，很显然可以有许多替换，修改和变化。

Claims (9)

1.一种无线局域网中的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理系统，包括：
动态重传延时访问模块，用于确定将在无线局域网中传输的信息包的优先度，并为具有更高优先度的信息包设置更短的重传延时；
优先度抢先模块，用于按照动态重传延时访问模块所确定的信息包的优先度顺序，先传输更高优先度的信息包；
双缓冲器模块，用于根据优先度抢先模块的控制，存储和传输要在无线局域网中传输的信息包。
2.根据权利要求1所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理系统，其中动态重传延时访问模块按照运动图像，话音和普通数据的顺序，预先设置要在无线局域网中传输的信息包的优先度。
3.根据权利要求1所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理系统，其中优先度抢先模块使具有更高优先度的运动图像信息包或话音信息包能够抢占双缓冲器模块中被数据信息包占据的部分。
4.根据权利要求1所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理系统，其中优先度抢先模块在无线局域网有任何要传输的运动图像信息包或话音信息包时推迟数据信息包的传输，首先传输此类运动图像信息包或话音信息包，然后传输被抢先的数据信息包。
5.根据权利要求1所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理系统，其中双缓冲器模块包括：
第一缓冲器模块，存储和管理在动态重传延时访问模块的重传延时过程之前接收到的数据信息包；和
第二缓冲器模块，存储和管理在具有更高优先度的信息包的传输之后等待传输的被抢先的数据信息包。
6.一种无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理方法，包括如下步骤：
确定将在无线局域网中传输的信息包的优先度，并为具有更高优先度的信息包设置更短的重传延时；
如果输入了更高优先度的信息包，则延缓无线局域网中正在传输的数据信息包的传输并使更高优先度的信息包能抢先于数据信息包而传输；
同时存储被抢先的数据信息包和传输更高优先度的信息包；和
所有的更高优先度的信息包被传输后，读出并传输所存储的被抢先的数据信息包。
7.根据权利要求6所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理方法，还包括步骤：按照运动图像，话音和普通数据信息包的顺序设置要在无线局域网中传输的信息包的优先度，并为更高优先度的信息包设置更短的重传延时时间。
8.根据权利要求7所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理方法，其中被抢先的数据信息包被存储在双缓冲器模块的单独的缓冲器区中。
9.根据权利要求7所述的无线局域网的媒体访问控制处理器的多媒体信息包处理方法，其中传输被抢先的数据信息包的步骤包括如下步骤：
在应用于所存储的被抢先数据信息包的排队技术的基础上，为先排队的数据信息包设置比其它要传输的数据信息包的重传延时时间更短的重传延时时间；
确定是否所有的抢先于其它数据信息包的更高优先度的信息包已被传输；
如果所有的更高优先度的信息包已被传输，则使被抢先的数据信息包具有比其它要传输的数据信息包更高的优先度，并传输这些被抢先的数据信息包；和
在被抢先的数据信息包传输完后，传输其它的数据信息包。
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