CN100518107C - 用于确保无线网络中的介质接入的方法 - Google Patents

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Abstract

产生有效的介质专用调度。该调度向无线介质提供同时为实时和非实时应用服务的能力，并且能够保持由实时应用请求的服务质量。此外，以有时限的方式传送QoS登记请求，并且在控制竞争阶段期间选择用于传输的时隙，从而产生更少的碰撞和更大的吞吐量。

Description

用于确保无线网络中的介质接入的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对时间敏感的数据流例如用于交互式应用程序、通信应用和游戏的实时视听数据的无线介质的接入控制。为了满足在移动无线终端(或者站点(station))之间，以及接入点或者基站与移动终端之间建立的通信会话的服务质量，对接入机制进行控制的网络层必须知道：需要怎样提供会话所要求的服务质量。随着移动终端的数量的增加，以及在接入点控制内的数据流量的增加，保持在接入点和移动终端之间传输实时数据的服务等级的需要日益增加。
背景技术
在依据IEEE 802.11的某些无线局域网(LAN)中，例如，该无线局域网使用共用的无线介质，以便在站点(STA)和接入点(AP)之间交换关键控制和连接信息(即服务质量信息)。按照管理帧的形式交换控制和连接信息，该管理帧周期性地出现，或者依据在任意时刻的STA或者AP数据传送需要，按照要求出现。通过无线介质的竞争，执行在STA和AP之间的关键和非关键的数据交换。这使关键数据交换的可预测性很难，从而使在无线介质上的实时数据流动几乎不可能。
在大多数网络中，主要在因特网协议(IP)或者应用层处理为数据流设置服务质量。为了更有效地确保在无线网络的所有网络条件下可以满足数据流的服务质量，需要第二层(或者介质接入控制层)对接入机制进行控制，第二层负责对接入到无线介质进行管理。在本发明中，目的是提供更高层的特定控制，以便对怎样可以确保数据连接的服务质量进行控制。
本发明设法解决的另一问题是降低无线介质的介质接入控制层面对的所需要的延迟限制。在大多数实时的视听传送中，与无线介质的持续连接是强制性的。在某些情况下，介质接入控制层(MAC)保持视听数据的时间必须是恒定的，并且必须在指定的时间内。如果实时数据的保持超过允许数据保留在MAC层中的最大时间，则需要的实时提交特性不再满足标准。
在某些无线网络中，介质接入主要基于通过ad-hoc，将数据流从上层输送到MAC层。在大多数情况下，无线介质接入的分配以ad-hoc为基础。对于实时的关键数据流，需要具有用于无线介质接入的有保证的时隙，从而可以按照实时的方式传送数据流中的数据分组。本发明提供了一种机制，以便在MAC层承认较上层的登记(register)数据流，从而可以确保介质接入时间，以便传送数据流。
在使用现有技术，争取用于所有的数据流传送的无线介质的过程中，管理和用户数据都使用相同的介质接入信道，随着由中央接入点控制的站点的数量的增加，这增加了在无线介质中具有碰撞的概率。本发明为站点提供了不同的信道来争取为数据流登记专有时隙的权利，以便传送登记的数据流。本技术还提供了为站点分配时隙的动态机制，以便争取为数据流登记专有信道。对于不同的数据交换使用单独的时隙，它提供了更好的带宽分配，以便控制在中央接入点和站点之间的数据交换。
在现有技术中，来自上层的数据传送将竞争无线介质，并且由于碰撞浪费了大量的带宽。本发明使来自上层的数据流在无线分组网络中具有定向连接的特征。
发明内容
本发明通过指定带宽、等待时间、抖动、以及在向介质接入层请求的已标记的最大值的3个前述参数出现的周期，实现要求特定的服务等级的数据流来解决上述的问题。介质接入层将依据这些参数来分配介质接入时隙，其中介质接入层负责对无线介质进行接入的管理。由中央协调程序(即介质协调程序)处理用于无线介质接入的时隙的分配。通常在接入点实现执行分配的机制。请求与中央协调程序进行连接的站点需要在用于传输特定服务等级的特定时隙内，与其他站点进行竞争。然后，由中央协调程序确定由站点请求的、用于传输数据流的服务等级，并且将最终的分配传输到请求的站点。一旦依据请求的服务等级，登记了数据连接，协调程序会周期性地为请求站点分配带宽以便传输数据。
根据本发明，提出了一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便使用预先确定的有保证的质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
向站点传输控制帧，以便开始竞争控制阶段，在竞争控制阶段中控制多个站点之间的竞争，控制帧表示对于无线介质的预留请求的接受；
在竞争控制阶段，从站点接收预留请求；
在从站点成功地接收到预留请求的情况下，在无QoS阶段中对站点进行轮询，在无QoS阶段中，使用无保证的质量传输数据流，无QoS阶段不同于竞争控制阶段；
在无QoS阶段中，从响应轮询的站点中接收QoS登记请求，QoS登记请求表示在QoS阶段中需要的要求，在QoS阶段中，使用有保证的预定质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在无QoS阶段中，登记站点和这些要求。
根据本发明，还提出了一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便按照有保证的预定质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
在基于竞争的阶段中，从站点中接收QoS登记请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每次传输它的数据流之前，检测是否可以传输，QoS登记请求表示在QoS阶段所需要的要求，在QoS阶段期间，按照有保证的预定质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在基于竞争的阶段中，对站点和所述要求进行登记。
另外，根据本发明，还提出了一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便按照有保证的预定质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
在基于竞争的阶段中，从站点接收轮询请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每次传输它的数据流之前，检测是否可以传输，
在无QoS阶段中，对站点进行轮询，其中，在无QoS阶段期间，按照有保证的质量传输数据流，并且该无QoS阶段不同于基于竞争的阶段；
在无QoS阶段中，从响应轮询的站点中接收Qos登记请求，该QoS登记请求表示在QoS阶段中所需要的要求，在QoS阶段中，按照有保证的预定的质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在无QoS阶段中，对站点和所述要求进行登记。
更具体地说，依据本发明，提出了一种方法，该方法响应接收到的用于以有保证的预定质量传输数据流的QoS登记请求，登记传输请求。从通过无线介质传输数据流的站点接收QoS登记请求。
第一方法包括：
在竞争控制阶段(phase)，向站点传输控制帧，以便控制在多个站点之间的竞争，控制帧表示接受对于无线介质的预留请求；
在竞争控制阶段，从站点接收预留请求；
在从站点接收预留请求成功的情况下，在无QoS(non-QoS)阶段轮询站点，在无QoS阶段期间，以无保证的质量传输数据流，并且无QoS阶段不同于竞争控制阶段。
在无QoS阶段，从响应轮询的站点接收QoS登记请求，QoS登记请求表示在QoS阶段所需要的要求，在QoS阶段期间，以有保证的预定质量传输数据流；
根据无线介质可用到的条件，确定是否允许进行符合要求的传输；
在允许进行符合要求的传输的情况下，在无QoS阶段，登记站点和要求。
此外，第二方法包括：
在基于竞争的阶段，从站点接收QoS登记请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个通过确定是否可以传输而传输该站点的数据流，所述的QoS登记请求表示在QoS阶段所需要的要求，其中，在QoS阶段期间，以有保证的预定质量传输数据流。
根据无线介质可用到的条件，确定是否允许进行符合要求的传输；
在允许进行符合要求的传输的情况下，在基于竞争的阶段，登记站点和要求。
第三方法包括：
在基于竞争的阶段，从站点接收轮询请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个通过确定是否可以传输而传输该站点的数据流。
在无QoS阶段轮询站点，其中，在无QoS阶段期间，以无保证的质量传输数据流，并且无QoS阶段不同于基于竞争的阶段；
在无QoS的阶段，从响应轮询的站点中接收QoS登记请求，QoS登记请求表示在QoS阶段所需要的要求，在QoS阶段期间，以有保证的预定质量传输数据流；
根据无线介质可用到的条件，确定是否允许进行符合要求的传输；
在允许进行符合要求的传输的情况下，在无QoS阶段，登记站点和要求。
本发明使用了对在无线介质上传送数据流所需要的质量网络接入(介质接入)服务等级的参数描述。依据使用参数描述的连接请求，上层的网络层可以与介质接入控制层进行网络连接要求的通信，从而可以在特定的持续时间上保证无线介质接入。本发明还提供了一种机制，该机制为用户数据和极其关键的控制数据调度用于无线介质接入的不同的时隙。为了进一步降低长期竞争的可能性，正在采用用于控制数据的可变的时隙，以便改进延迟。
随着本发明的使用，可以同时地为实时和非实时应用提供服务，以及保持由实时应用所请求的QoS。此外，本发明还使QoS登记请求被没有竞争地提交，并且与现有技术相比，该请求可以按照更及时的方式，到达接入点(AP)。本发明的实际效果是：随着AP内的站点的数量的增加，本发明可以使数据流所面对的无线介质延迟得到降低，并且变得更可预测。本发明可以依据AP可以支持的站点的数量，实现确定AP类型的可量测的方法。
附图说明
从参考附图以下对优选实施例的描述中，本发明的这个和其他目的和特征将变得明显，其中，使用相似的参考符号表示相似的部件：
图1是介质接入进行调度的装置的图。该图描述了需要构造或者实现一种装置的子元件，该装置用于依据通过第二层的服务接入点或者数据链路层的控制接收到的连接请求要求，调度数据的传送。
图2是3阶段的介质专用的流程图。该图显示3阶段的介质专用的处理流程，该流程包括诸如QoS请求登记、QoS介质专用、传统的介质专用、基于竞争的介质专用的处理。
图3是3阶段的介质专用的四个子任务的循环关系的流程图；
图4A到4D显示用于在这些实施例中提到的帧类型的帧格式；
图5是时隙选择过程的流程图。该图显示进行时隙选择的处理流程，从而最小化与其他站点碰撞的机会，以及在经历碰撞后，获得更大的成功传输的机会；
图6是QoS预留请求转换过程的流程图。该图显示用于将QoS预留请求转换为请求列表的操作，该请求列表用作调度程序的输入参数；
图7是调度程序的操作的流程图。该图显示由调度程序执行的操作，以便依据请求列表，产生用于介质专用的调度；
图8是显示时间关系的图。该图显示在合并两个碰撞的介质专用调度的情况下，持续时间的表示；
图9是显示无线局域网(LAN)系统的图；
图10是显示依据本发明的无线数据通信的整个操作的图；
图11是显示用于QoS登记的操作的图；
图12是显示为了依据请求列表产生用于介质专用的调度而由调度程序执行的操作的流程的图；
图13A到13C是显示相对于带宽的、QoS登记的特定实例的图；
图14是显示当使用竞争控制(CC)和预留请求(RR)执行QoS登记时的数据传送的图；
图15是显示当在预留请求(RR)失败的情况下，按照基于竞争的数据传输阶段执行QoS登记时的数据流的图。
图16是显示当在预留请求(RR)失败的情况下，使用费QoS轮询请求执行QoS登记时的数据传送的图；
图17是显示当只在基于竞争的传输阶段内执行QoS登记时的数据传送的图；
图18是显示当使用无QoS轮询请求执行QoS登记时的数据传送的图；
图19是显示将QoS请求响应帧划分为两种类型的帧的图；
图20A是显示QoS请求响应帧格式的细节的图；
图20B是显示带宽分配信息帧格式的细节的图；
具体实施方式
在以下的典型实施例中，将描述如图9所示的无线局域网(LAN)系统。该系统包括作为主站点的接入点AP，以及作为周围站点的多个站点Ta、Tb、Tc、Td、以及Te。将数据从接入点AP和站点Ta、Tb、Tc、Td、以及Te的其中之一发送到另一站点。当通过无线介质，从多个站点中同时传输信号时，发生信号的碰撞。因此，接入点AP即主站点接收来自站点的传输请求，确定用于专用无线介质的优先级，并且进行调度，从而依据优先级，按照顺序执行传输。在此意义上，接入点还被称为：“介质协调程序”。在来自站点的用于传输的请求中，还包括与传输信号的质量有关的信息，从而将会允许与期望的质量一致的数据率或者传输方案。
注意接入点AP是具有以下描述的功能的站点。换句话说，具有此功能的站点Ta到Te中的每一个可以变为接入点AP。
用于控制提供给用户终端的网络传输质量的技术的通用名被称为服务质量(QoS)。QoS可以表示使用这种技术控制传输质量的服务。影响传输质量的参数的实例包括：等待时间的波动(变化)、数据损失率、峰值数据率等。即使当协调这些参数，并且流量集中在网络内时，对于每一种应用例如视频传输、语音传输等，可以确保特定的吞吐量，从而保证QoS要求。
图10显示依据本发明的无线数据通信的整个操作。在如图中的“登记”所示的阶段中，接入点AP从站点Ta到Te接收“QoS登记请求”，该请求是具有有保证的期望质量例如数据率等的传输的请求，并且依据请求的内容完成站点的登记。该登记被称为“QoS登记”、在该图中，显示了“登记”的阶段不同与QoS阶段(循环D)、用于传统的介质专用方案的传输阶段(循环E)，依据基于竞争的传输阶段(循环F)。然而，如稍后所描述，“登记”阶段可以包括用于传统方案的传输阶段(循环E)和/或者基于竞争的传输阶段(循环F)。
在以下的描述中，假定当完成表示为“登记“的阶段时，已经登记了一个或者多个请求。本发明涉及执行该QoS登记的各种技术。在图10所示的实例中，假定站点Ta、Tb和Tc已经完成了它们的QoS登记。(在下面，还可以将该表达写作“已经QoS登记”、“被QoS登记”)。参考图14到18描述了QoS登记方法的细节。当完成QoS登记时，在使用循环D表示的阶段中，依据由登记内容分配的调度，开始来自站点的数据传输。
在循环D的最初的QoS阶段中，站点Ta执行传输。在QoS阶段的开始，接入点AP执行对站点Ta的轮询，并且允许传输。接入点AP在QoS阶段内发出的轮询帧被称为QoS轮询。当接收到QoS轮询时，站点Ta传输数据。基于QoS轮询执行的数据传输被称为“QoS传输”，依据登记的内容来确保数据的传输质量。对于必须实时再现的数据例如TV、无线电等，需要QoS传输。传输的对方是除了它自身(Ta)之外的任何站点，即接入点AP、站点Tb、Tc、Td、或者Te。在循环D的第二QoS阶段，站点Tb以相似的QoS轮询信号进行传输。在第三QoS阶段中，站点Tc以相似的QoS轮询信号进行传输。在循环D中，包括这三个QoS轮询。在图10中，只对循环D执行一次，但是可以进行多次的重复。
然后，发生由传统介质专用方案的轮询导致的周期性的通信。在图中，将其中按照传统介质专用方案进行通信的阶段显示为循环E。与QoS轮询不同，通过传统方案发出的轮询被称为无QoS轮询。依据无QoS轮询执行的数据传输被称为无QoS传输。将无QoS传输用于没有要求严格的实时限制的数据，例如文本数据、邮件等。无QoS传输与QoS传输的相同之处在于：每一个站点具有由接入点AP控制的数据传输，但是，无QoS传输与QoS传输的不同之处在于：不能保证传输质量。接入点AS和站点都可以识别出QoS轮询与无QoS轮询。可以多次重复循环E。
随后，执行不具有轮询的基于竞争的传输。在图中，将其中进行基于竞争的传输的阶段显示为循环F。在基于竞争的传输中，判断是否可以传输，并且只有在指定的时间内没有检测到从其他任何站点发送的传输信号的情况下，才进行数据传输。可以多次重复循环F。如果需要，接入点AP可以通知每一个站点，基于竞争的通信的开始时间和结束时间。依据这样的通知，每一个站点不需要在除了此周期外的时间内执行这样的检测。因此，可以简化操作。
可以设置循环E或者F，或者不设置循环E或者F。循环D、E和F出现的顺序是在登记时指定的顺序，并且循环E或者循环F可以出现在前面，并且循环D可以出现在第二或者第三的位置。将循环D、E和F一起包括在循环C中。此外，将循环C与登记阶段一起包括在循环B中。集中循环C的循环被称为循环A。图3显示从循环A到F的分级结构。
图11显示用于QoS登记的操作。在开始登记过程之后，接入点AP传输信号401(图4A)以便询问是否应该预留用于信号传输的时隙，即接受对于所有周围站点的预留。该操作被称为控制竞争(CC)。在接收到信号401时，需要预留用于传输的时隙的对应的站点提出预留请求(RR)信号405(图4B)。在图11所示的实例中，显示了站点Ta、Tb以及Tc输出预留请求信号405，而站点Td和Te不输出预留请求信号的情况。在图5的流程图中显示了接受预留请求的操作。
接入点AP收集与QoS登记有关的所需要的站点信息，以便知道传输要求怎样的质量，以及已经进行了预留请求RR的站点需要什么样的传输系统。在QoS登记请求帧407中包括了该请求信息(图4C)，并且响应来自接入点AP的轮询信号，将该信息从预留请求站点传输到接入点AP。
接入点AP调度按照怎样的内容以及怎样的顺序，将传输许可提供给预留请求站点Ta、Tb、以及Tc。图6中的流程图显示了该调度操作的细节。
当确定调度时，接入点AP向预留请求站点Ta、Tb和Tc传输QoS预留响应帧417(图4D))以便确认。依据该操作，预留请求站点Ta、Tb、Tc识别它们是否已经进行了QoS登记。此后，在循环D的QoS阶段(图10)，预留请求站点Ta、Tb、以及Tc分别执行基于QoS轮询分配的数据传输。
图13A到13C解释相对于带宽的QoS登记的特定的实例。如图13A所示，在其可用带宽是24Mbps的无线介质中，假定站点Ta和Tc已经进行了QoS登记，并且已经分别占用了10Mbps和6Mbps的QoS传输。此时，剩下的可用带宽为8Mbps。在图13B中，站点Tb使用QoS登记请求帧407(图4C)，新近提出了预留请求RR，并且请求6Mbps的QoS传输。结果，接入点AP使用设置为6Mbps的分配带宽，执行站点Tb的QoS登记。在QoS请求响应帧417(图4D)中描述了登记的内容，并且将登记的内容传输到站点Tb。在这样的情况下，剩下的可用带宽是2Mbps。图20B显示在QoS请求响应帧417中包括的带宽分配信息419的特定内容。
图13C显示另一站点Td也请求6Mbps的QoS传输的情况。由于目前剩下的带宽是2Mbps，接入点AP不能够按照它所请求的那样进行调度。因此，接入点AP传输表示未接受的信息(图13C的上面的一列，以及图20A的参数435)。结果，站点Td知道它还没有进行QoS登记。
作为另外的方法，接入点AP可以将表示当前时刻的可用带宽(在本实例中，2Mbps)的信息与表示未接受的信息一起传输，或者替代表示未接受的信息来传输。尽管它的请求是6Mbps，当站点Td接收到表示2Mbps的信息时，它认识到6Mbps的QoS登记是不被允许的，并且目前只能够使用2Mbps。如果站点Td接受2Mbps的带宽，它使用QoS登记请求帧407(图4C)请求2Mbps的QoS传输。结果，接入点AP向站点Td分配2Mbps的带宽，并且执行QoS登记(图13C中的下面的一列)。
注意，图13A到13C的表达并不表示：允许站点Ta在第一位置进行QoS传输，以及在站点Ta的传输完成之后，才允许站点Tc的QoS传输，而仅仅是示意性地显示了允许使用的带宽。实际上，站点Ta到Td的QoS传输的顺序依据时间而变化。结果，当传输通过介质传送的数据时，来自站点Ta到Td中的每一个的不同的数据交织在一起。这些总结了对于QoS登记的特定实施例的描述。
以下，将对用于执行QoS登记的特定过程进行描述。在本发明中，描述五种类型的过程。更具体地说，
1.使用竞争控制(CC)和预留请求(RR)进行QoS登记；
2.在预留请求(RR)失败的情况下，在基于传统的数据传输阶段进行QoS登记(图15)；
3.当预留请求(RR)失败时，使用无QoS轮询请求进行QoS登记(图16)；
4.在不使用预留请求(RR)的情况下，在基于竞争的数据传输阶段进行QoS登记(图17)；以及
5.在不使用预留请求(RR)的情况下，使用无QoS轮询请求进行QoS登记(图18)。
为了简化描述，将在站点Ta已经进行了QoS登记的情况下，进行以下的解释。为了便于描述登记过程，将适当地引用“QoS登记”阶段、“QoS”传输阶段等。此外，在以下括号中显示的编号对应于以上显示的5种过程的编号。
(1)使用竞争控制(CC)和预留请求(RR)进行QoS登记：
图14是显示当使用竞争控制(CC)和预留请求(RR)进行QoS登记时的数据传输的图。首先，在QoS登记阶段，接入点AP执行竞争控制(CC)，以便接收期望QoS登记的一个或者多个站点。站点Ta期望QoS登记，以便将数据流传输到QoS传输阶段，它响应竞争控制(CC)，并且在预定竞争控制间隔的持续时间(例如，几微秒)内，将预留请求(RR)信号传输到接入点AP。将竞争控制间隔划分为预定时间长度的时隙。
预留请求(RR)信号的传输定时显示如下。接入点AP控制主时钟，并且每一个站点具有与该主时钟同步的时钟。当每一个站点依据它自己的时钟，检测到时隙开始时间时，它在该时刻传输预留请求(RR)。因此，如果接入点AP依据时隙开始时间判断接收到的信号，则它可以容易地确定是否有多个预留请求(RR)信号竞争时隙。注意，可以为时间设置一点裕度，以便接受预留请求(RR)信号。在这样的情况下，接入点AP在从时隙开始时间开始的预定时间宽度范围内，判断它是否接收到多个预留请求(RR)信号。当在时隙中只正确地接收到一个预留请求(RR)信号时，接入点AP接受该请求，以及当多个预留请求(RR)信号发生碰撞，不能够正确地接收到任何RR时，则不接受请求。
此外，接入点AP提供竞争控制(CC)阶段，并且向每一个站点传输控制帧(图4A)，以便通知每一个站点预留请求(RR)是否已经被接受了。在控制帧401中，包括标识号列表400，该标识号用于识别已经被接受预留请求(RR)的各个站点。通过参考控制帧401，站点可以容易地并且迅速地确定它们的预留请求(RR)是否已经被接受。注意：将控制帧401的竞争时隙长度和竞争时隙阶段设置为0，并且不接受预留请求(RR)。
在随后的QoS传输阶段中，显示了以下情况：已经进行了QoS登记的站点Tc正在依据来自接入点AP的QoS轮询，传输QoS数据。
随后，在传统方案的无QoS传输阶段中，接入点AP依据先前的预留请求(RR)，执行对站点Ta的无QoS轮询。这个无QoS轮询表示接入点AP向站点Ta提供了传输QoS参数的机会。这些QoS参数表示期望登记的特定值，并且使用图4C的QoS登记请求帧407传输这些参数。QoS登记请求帧407可以包括：对于轮询间隔415的最小的专用持续时间和最大的专用持续时间，此外，QoS登记请求帧407可以包括参数例如：额外的带宽、最大数据速度、以及延迟限制(等待时间)。
当站点Ta接收到无QoS轮询时，它向接入点AP传输QoS登记请求帧(图14中的“QoS Regist”)。如果依据无线介质可用到的条件，在QoS登记请求帧中所描述的请求是可接受的，则接入点AP对站点Ta和QoS参数进行登记，并且向站点Ta传输QoS请求响应帧(在图14中的“QoS”响应。此时，完成站点Ta的QoS登记。从随后的QoS传输阶段，向站点Ta提供QoS轮询，并且可以执行QoS传输。
现在，将对传输到站点Ta的QoS请求响应帧进行描述。图4D是显示QoS请求响应帧417的实例的图。QoS请求响应帧417包括：信息418，它用于识别可用的站点地址；带宽分配信息419；以及信息420，它表示直接传输的可能性。在带宽分配信息419中，包括与提供给站点Ta的带宽有关的大量信息。图20B是显示带宽分配信息419的细节的图。带宽分配信息419包括：调度间隔423、最小/最大轮询间隔424、425、最小/最大专用持续时间426、427、预留带宽428、有保证的延迟限制(范围)429、有保证的抖动限制(范围)430、有保证的重新传输能力431等。最小/最大轮询间隔424、425表示对站点Ta进行QoS轮询的最小和最大间隔，。此外，最小/最大专用持续时间426、427表示在接收到QoS轮询之后，可以对介质进行专用的最小和最大的间隔。稍后，将这些实例描述为QoS_Regis_Parameter{}。
如上所述，站点Ta可以通过以这样的方式参考带宽分配信息419，可以知道QoS登记的内容。除了站点Ta之外的站点可以通过监控对站点Ta的QoS轮询，知道站点Ta处于当前的QoS阶段，以及QoS轮询阶段的范围。
随后，以下将描述不同类型的QoS登记的过程，但是在所有的情况下，站点可以通过参考QoS请求响应帧417(特别是带宽分配信息419)，确定QoS登记的内容。
(2)在预留请求(RR)失败的情况下，在基于竞争的数据传输阶段进行QoS登记：
图15显示在预留请求(RR)失败的情况下，当在基于传统的数据传输阶段执行QoS登记时的数据流。如果多个站点(在图中的站点Ta和站点Tb)在竞争控制(CC)间隔的相同时隙内同时传输预留请求(RR)，则接入点AP不接受任一个预留请求(RR)。因此，由QoS登记阶段的第二竞争控制(CC)通知站点Ta预留请求失败，并且认识到预留请求(RR)还没有被接受。
然后，在随后的基于竞争的数据传输阶段中，站点Ta向接入点AP直接传输QoS登记请求帧(在图15中的“QoS Regist”)。接入点AP分析在帧中描述的、以及由站点Ta请求的QoS参数，并且依据无线介质可用到的条件，确定该请求是否可接受。如果该请求是可接受的，则接入点AP对站点Ta和QoS参数进行登记，并且向站点Ta传输QoS请求响应帧。此时，完成对站点Ta的QoS登记。向站点Ta提供QoS轮询，并且使该站点进行QoS传输。
(3)当预留请求(RR)失败时，使用无QoS轮询请求进行QoS登记：
图16显示在预留请求(RR)失败的情况下，表示当使用无QoS轮询请求执行QoS登记时的数据传输的图。与过程(2)相同，讨论站点Ta在QoS登记阶段的第二竞争控制(CC)中，识别预留请求(RR)失败的情况。
在基于竞争的传输阶段中，站点Ta传输用于无QoS轮询的请求(在图16中的“轮询请求”)。
然后，在随后的无QoS传输阶段中，接入点AP执行对于站点Ta的无QoS轮询，并且向站点Ta提供无QoS数据传输的机会。站点Ta依据无QoS轮询，向接入点AP传输QoS登记请求帧(在图16中的“QoSRegist”)。接入点AP接收到QoS登记请求帧，然后，执行与过程(2)所述相同的处理，并且如果依据无线介质可用到的条件，该请求是可接受的，则接入点AP对站点Ta和QoS参数进行登记，并且向站点Ta传输QoS请求响应帧。在对站点Ta进行登记之后，站点Ta可以依据从随后的QoS传输阶段中接收到的QoS轮询，执行QoS传输。
(4)在不使用预留请求(RR)的情况下，依据基于竞争的数据传输阶段的QoS登记：
图17显示当只在基于竞争的传输阶段内执行QoS登记时，表示数据传输的图。过程(4)与过程(2)的不同之处在于当预留请求(RR)失败时，应用过程(2)，而过程(4)不需要提供任何竞争控制(CC)阶段，并且它不管预留请求(RR)是否失败。
站点Ta向接入点AP直接传输QoS登记请求帧(在图17中的“QoSRegist”)。接入点AP接收到QoS登记请求帧，然后执行与过程(2)所描述相同的处理，并且如果依据无线介质可用到的条件，请求是可接受的，则接入点AP依据QoS参数对站点Ta进行登记，并且向站点Ta传输QoS请求响应帧。在对站点Ta进行登记之后，站点Ta可以依据从随后的QoS传输阶段中接收到的QoS轮询，执行QoS传输。
(5)在不使用预留请求(RR)的情况下，使用无QoS轮询请求进行QoS登记：
图18显示当使用无QoS轮询请求进行QoS登记时，表示数据传输的图。过程(5)与上述提到的过程(3)的不同之处在于：过程(3)是当预留请求(RR)失败时的过程，而过程(5)不需要提供任何竞争控制(CC)阶段，并且它不管预留请求(RR)是否失败。
站点Ta首先直接向接入点AP传输用于无QoS轮询的请求(在图16中的“轮询请求”)。
然后，接入点AP在随后的无QoS传输阶段中执行对站点Ta的无QoS轮询，并且向站点Ta提供用于无QoS的数据传输的机会。站点Ta依据无QoS轮询，向接入点AP传输QoS登记请求帧(在图18中的“QoSregist”)。接入点AP接受QoS登记请求帧，然后执行与在过程(2)中的描述相同的处理，并且如果依据对于无线介质可用到的条件，请求是可接受的，则接入点AP对站点Ta和QoS参数进行登记，并且向站点Ta传输QoS请求响应帧。在登记站点Ta之后，站点Ta可以依据从下一个QoS传输阶段中接收到的QoS轮询，执行QoS传输。
已经解释了用于执行QoS登记的五种类型的过程。
在以上描述的五种类型中，设计站点Ta以便识别QoS登记，并且该QoS登记的特定内容与QoS请求响应帧417的内容一致。然而，在该方案中，存在以下情况：在站点Ta期望立即知道是QoS登记是否已经被接受的情况下，可能会导致一些问题。原因在于：由于带宽分配信息(423到431)的计算负荷极其高，因此会花费一些时间来产生该信息。因而，如图19所示，在传统介质专用方案的无QoS阶段中，接入点AP通过将其包含在QoS请求响应帧的内部，可以首先向站点Ta传输信息435(图20A)，该信息只表示允许/不允许QoS登记。在这样的情况下，在QoS请求响应帧中，不包括分配信息419。然后，在完成对带宽分配信息419的内容的计算之后，接入点AP可以向站点Ta传输带宽分配信息419。可以按照这样的方式来划分QoS请求响应帧的内容。
以下对本发明的每一个元件和操作进行充分的描述。
在本部分中，公开了用于控制在应用于无线网络的OSI模型的第二层的网络资源的装置。为了帮助理解本发明，使用了以下的定义：
“分组”是可以在数据网络上传递的任何可能形式的自主的数据单元，
术语“资源”主要是指使用共享的无线信道可用到的时间。
术语“WM”指无线介质。
术语“QoS”指服务质量。
术语“MAC”指介质接入控制层。
在以下的描述中，出于解释的目的，提出了特定的数字、时间、结构和其他参数，以便提供对本发明的完全理解。以下的段落给出如何实现本发明的典型实例。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是：可以脱离这些特定的细节来实施本发明。
图1提供了用于通过标注为(111)的介质接入控制层，调度接入到WM的装置的总体图。该介质接入控制层具有一套标准化的接口、协议和数据格式，从而可以进行介质接入。需要通过物理层输出的控制和原始数据都需要经过MAC。然后，MAC将向物理层发送数据，数据将通过WM，到达它最后的目的地。为了给到达由符号(102)标注的服务接入点的控制消息建立数据连接，由连接服务接口(106)截取这些连接请求消息。在连接服务接口(106)中，确定管理或者控制消息是否应该需要与最终目的地进行连接定向的连接。如果控制或者管理消息不需要建立长期的持续连接，则连接服务接口对管理和控制消息进行重新路由，以便由执行管理帧的实体来处理这些消息，或者通过由(105)表示的数据线路，将这些消息重定向到MAC。经过路由程序(routor)(105)的控制消息还可以是依据ad-hoc从上层发送的控制消息。经过路由程序(104)和(105)的数据流没有严格的介质接入时间，并且依赖MAC层，以便从WM中获得传输时间。
经过数据路径(112)的数据流是与MAC在特定时间间隔上获得无线介质的方式高度协调的数据传输。经过路由程序(112)的数据流的源是对时间敏感、并且需要与特定目的地进行连接定向的连接服务数据流。依据来自(102)的连接请求消息，将这些数据流从连接服务接口传送到服务分配程序(allocator)(107)。在服务分配程序中，执行的任务包括支持不同数据流的服务等级。该分配程序还维持一套当前激活和未激活的数据连接，从而服务分配程序可以发出信号，以便接入介质。在连接资源映射程序(mapper)(108)中，分配依据优先级，以及介质接入时隙分配程序可以从WM收集到的可用的资源。介质接入时隙分配程序将依据数据流的要求，提供和管理每一个无线介质接入的定时信息。由介质接入时隙分配程序(109)控制所有无线介质接入的时间间隔。介质接入时隙分配程序的详细实现提供了实现预定QoS等级的机制，在图2中说明这一情况。
图2显示无线介质协调程序使用的方法，以便提供QoS。此外，参考图3可以详细理解实现无线接入协调程序的QoS操作。该操作包括4个子步骤，例如QoS请求登记和调度(201)、QoS介质专用(202)、传统的介质专用(203)、以及基于竞争的介质接入机制(204)。由无线介质协调程序按照重复的方式，执行该操作。QoS请求登记和调度(201)和QoS介质专用(202)是在无线介质中提供QoS服务的操作。为了登记QoS服务，可以将以下的参数用于登记的目的，如在结构QoS_Regis_Parameter所示。
QoS_Regis_parameter{
/*由登记的数据流需要的最大带宽*/
INTEGER Maximum_Bandwidth；
/*由登记的数据流所需要的平均带宽*/
INTEGER Average_Bandwidth；
/*由登记的数据流所需要的最小带宽*/
IN TEGER Minimum_Bandwidth；
/*数据流可以经受的最大的等待时间*/
INTEGER Maximum_Latency；
/*数据流可以经受的平均等待时间*/
INTEGER Average_Latency；
/*数据流可以经受的允许的最大抖动*/
INTEGER Maximum_Jitter；
/*数据流可以经受的允许的平均抖动*/
INTEGER Average_Jitter；
/*带宽的最大的突变可允许的最大时间*/
INTEGER Time_MAXBandwidth；
/*可允许的等待时间的最大时间*/
INTEGER Time_MAXLatency；
/*可允许的等待时间的波动*/
INTEGER Fluctuation_Time_Latency；
/*数据分组大小*/
INTEGER data_packet_size；
/*在每一个介质专用之间的最小要求间隔*/
INTEGER Min_dedication_interval；
/*在每一个介质专用之间的最大要求间隔*/
INTEGER Max_dedication_interval；
/*报头、协议开销等*/
INTEGER Extra_bandwidth；
/*数据分组大小*/
INTEGER data_packet size；
}
图3显示在如上所提到的四个子任务之间的关系。由预先确定的时间间隔确定循环A(301)的阶段。该预先确定的时间间隔可以依据无线网络节点的容量，或者该时间间隔依赖于网络节点需要提交的实时数据的类型。注意“网络节点”表示站点和/或者接入点。在循环A(301)内，执行一定时间的QoS请求登记和调度(201)子任务，并且同时，由预先确定时间间隔确定循环B(302)的间隔。在循环B(302)的每一次重复中，只执行1次QoS请求登记和调度(201)，其中循环B在循环A(301)的每一次重复中至少重复一次。在循环C(303)内的每一次重复中，可以按照任意的序列顺序，执行三个子任务，即QoS介质专用(202)、传统介质专用(203)、以及基于竞争的介质接入机制(204)。如果序列(307)包括这三个子任务中的至少一个，则认为该序列是有效的。循环C在循环B的每一次重复中至少重复一次。
在QoS请求登记和调度(201)期间，无线介质协调程序发出控制帧(401)，以便发起控制竞争。控制竞争是有效的机制，其中不需要在CSMA/CA机制中的随机补偿来解决在分配的时隙内的碰撞，并且站点可以立即重新开始争取下一个到来的时隙。注意：术语“随机补偿”是指一种机制，即，当站点检测到它的无线信道正在使用时，站点等待依据随机过程的原理确定的时间，直到站点执行下一次检测。控制帧(401)包括以下的字段，例如：标准码(402)竞争时隙长度(403)、以及竞争时隙持续时间(404)。由介质协调程序使用标准码字段(402)，以便按照编码的形式指定标准，该标准需要由无线站点接收机来匹配，以使其具有竞争分配的时隙的资格。竞争时隙长度字段(403)指定由介质协调程序分配的固定持续时间的时隙的数量。竞争时隙持续时间(404)字段表示每一个单独的时隙的持续时间。通常，将竞争时隙持续时间设置为接收机所需要的持续时间，以便在接收到控制帧(401)之后，向介质协调程序回送响应帧(405)。响应帧(405)包括介质专用请求持续时间(406)，介质专用请求持续时间(406)表示站点需要传输QoS登记请求帧(407)的介质专用持续时间。QoS登记请求帧(407)包括用于在如上所提到的结构QoS_Regis_Parameter中填充所有值的字段。
当站点想要使用介质协调程序进行登记，以及该响应帧与由标准码(402)指定的标准匹配，并且在被执行图5的操作之后，成功地选择了时隙时，只传输响应帧(405)。与在标准码字段中指定的标准匹配的无线站点可以按照它自己的决定，选择在分配的时隙内的任意时隙以便传输。选择的目标是使与其他站点碰撞的可能性最小化，以便实现对于分配的时隙的较高的使用效率。图5显示用于进行这样的选择的方法。
1.选择概率值pr(501)，例如1/竞争时隙长度(403)
2.执行以下的步骤，直到确定了要传输的时隙，或者在考虑了所有的分配时隙后，未能确定要传输的时隙。
a.获得随机数(502)
b.从循环中跳出，并且如果随机数不大于pr，则转到步骤3
c.重新产生新的pr值，从而有较大的机会使随机数不大于pr(504)。
3.在当前的循环内在步骤2中选择大于pr的随机数的时间数值是在传输前要跳过的分配时隙的数量，其中该时间数值由计数器(506)表示。
以下是由无线介质协调程序使用的方法，以便确定竞争时隙长度(403)的值，竞争时隙长度表示为接收RR请求提供的时隙的数量，以便提供分配的时隙的较高的使用效率。
发起控制竞争的介质协调程序使用预先定义的值作为竞争时隙长度字段(403)的开始值。通过参考在先前的控制竞争期间的使用效率和经历碰撞的时隙数量，确定竞争时隙长度(403)的接下来的值。例如，如果在先前的控制竞争中经历了一定程度的未传输，则会降低竞争时隙长度，或者，如果在先前的控制竞争中经历了一定程度的碰撞，则会增加竞争时隙长度。
在竞争控制(CC)阶段结束后，介质协调程序同意由其响应帧(405)已经被接收的单独的站点所请求的介质专用的持续时间，从而可以将QoS请求帧(407)传输到介质协调程序而不通过竞争和经历碰撞，这提供了较大的机会，以便能够成功地提交该帧，并且使该帧更及时地到达目的地。将由QoS请求帧(407)表示的流量请求转换为调度程序的输入参数。调度程序的功能是为所有接受的流量请求提供介质专用调度，从而可以确保它们各自的需要。
图6显示用于将QoS预留请求转换为请求列表的操作流程，将请求列表用作调度程序(606)的输入，以便产生介质专用调度。以下是对该流程的解释：
i.如果QoS预留请求列表不是空的，则删除用于处理的请求(601)，否则转到步骤V。
ii.将请求要求转换为输入参数(602)，需要这些输入参数来计算对于该请求的介质专用的数量Ni(603)
a.计算需要用于传输分组的总的持续时间，该分组包括数据尺寸＝标称MSDU尺寸(410)。将该值存储到变量Di
b.计算流量传输所需要的实际带宽
c.计算流量传输所需要的总的介质专用持续时间，以便在循环A内实现实际的带宽需要。将该值存储在变量Ti中
d.计算循环A的持续时间A与Ti的比值(即(循环A的持续时间)/Ti)。并且将该值存储到变量Ri中。
iii.如果可用带宽小于所请求的带宽，将从步骤ii获得的参数与请求结合起来，并且将该参数存储到请求列表中(604)。
iv.转到步骤i。
v.使用请求优先级和Ni对请求列表进行排序(605)
图12显示由调度程序执行的操作的流程，以便依据请求列表，产生用于介质专用的调度：
对于在请求列表每一个请求i：
i.通过将多个有序的介质专用合并为具有较长持续时间的单一的介质专用，将值Ni降到最小(701)。该降低可以从最大的持续时间值开始，这不违反以下的限制，即指定的Constraint_list_A：
a.持续时间不大于(轮询间隔/Ri)或者
b.在轮询间隔内传输的总的数据不大于最大突变尺寸
ii.依据步骤i的输出产生调度(702)
iii.在调度期间，在此处为Medium_Dedication_A的当前流量请求的介质专用与正在调度的、此处为Medium_Dedication_B其他介质专用发生碰撞的情况下，执行以下的操作：
a.计算需要的参数(703)：
1.获得Medium_Dedication_A的持续时间(801)。并且将该值存储到变量a。
2.获得Medium_Dedication_B的持续时间(802)。并且将该值存储到变量b。
3.获得在当前调度的每一个介质专用之间的间隔(803)。并且将该值存储到变量c。
4.计算没有发生碰撞的Medium_Dedication_A的持续时间(804)。并且将该值存储到变量d。
5.如果在Medium_Dedication_A的开始没有发生碰撞，则将d设置为0。
6.计算发生碰撞时的Medium_Dedication_A的持续时间。并且将该值存储到变量e。
b.如果d不等于0并且b＜(d*c/a-d)，则使用等于(d*c/a-d)间隔将Medium_Dedication_A分割为非常小的介质专用。
c.否则，将Medium_Dedication_A的起始开始时间移到Medium_Dedication_B之后(706)。如果此操作违反了Constraint_List_A，则拒绝该请求，并且从调度中删除该请求。
d.合并Medium_Dedication_A和Medium_Dedication_A(706)如果作为调度的结果，请求是可接受的，则无线介质协调程序通过向发起请求的站点返回QoS请求响应帧(417)作出回应。QoS请求响应帧(417)包括；站点地址(418)、表示接受或者拒绝的信息(图20A中的435)、以及直接传输的可能性。
作为QoS响应，介质协调程序向STA回送：QoS响应帧(417)，它表示接受/拒绝，以及带宽分配信息帧(421)，它表示调度的结果，其中QoS登记是成功的。介质协调程序不需要仅仅一点时间来判断是否可接受站点的QoS登记。然而，为了创建带宽分配信息(423到431)，假定由于产生这样的信息提供相当大的计算负荷，因此会需要一定程度的时间。因此，如图19所示，将QoS请求响应帧(417)划分为两种类型的帧，即如图20A所示，用于描述表示接受/拒绝的信息435的帧，以及用于描述响应站点的特定带宽分配信息(419)的帧。更具体地说，快速地传输表示接收的接受/拒绝的QoS响应帧(417)，然后传输需要产生时间的带宽分配信息帧(421)。依据该配置，即使在介质协调程序的信息处理容量缺乏的情况下，站点可以知道QoS的登记的接受或者拒绝，并且可以快速地转移到下一个处理。
如果来自调度程序的结果表示请求是可接受的，则无线介质协调程序通过向请求站点发送QoS请求响应帧(417)作出响应。QoS请求响应帧(417)包括站点地址(418)、表示是否接受的信息(419)、以及直接传输的可能性(420)。
在传统介质专用子任务中，无线介质协调程序将依据信息、或者收集的请求、以及网络状况监控，为无线站点分配介质接入持续时间。
在基于竞争的子任务中，每一个无线站点依据标准的过程争取介质，胜利者将拥有介质，以便完成帧交换的序列，或者最小的指定持续时间。
依据本发明的以上提到的实例，本发明的特征如下：
作为本发明的第一方面，将本发明实现为一种装置，该装置依据从网络协议层的服务接入点接收到的资源请求，协调网络资源和无线介质的分配，以便控制与无线介质的介质接入，该装置包括以下的功能实体：
i.连接服务接口是功能块，它截取上层网络连接请求，并且使用适当的认可作为回应，并且产生同意的服务参数；
ii.连接资源映射程序给从介质接入控制的服务接入点接收到的网络连接请求的映射提供实现介质接入的、用于介质接入控制的参数。
iii.服务分配程序依据接收到的连接请求，提供对可用的并且受控制的网络资源的分配，这些网络资源包括接入时间和传输速度；
以及
iv.介质接入时隙分配程序提供对连接请求和所需要的数据传送要求的调度以便满足期望的服务等级。
在本发明的第一方面中，通过指定所需要的连接类型，并且使数据流请求两种类型的传送服务：(i)连接定向，以及(ii)不连接定向，并且经过单一的介质接入层，可以进行由上面的网络层请求的传送服务。
依据本发明的第二方面，将本发明实现为一种装置，该装置依据服务等级，通过使用介质接入控制层首先登记发送的数据流，模拟在无线介质接入网络中的定向连接：服务等级包括以下基本参数：
i.按照每秒比特数表达的平均带宽的参数或者表示；
ii.按照固定的周期间隔中的时间单位上所需要的无线介质时间表达的平均带宽的参数或者表示；
iii.以时间为单位的、在介质接入点测量的发射机和接收机之间的数据分组间的平均等待时间的参数或者表示；
iv.以时间为单位的、在接收机的介质接入点测量的交互到达的数据分组之间的平均抖动的参数或者表示
v.以每秒的比特数表达的最大带宽的参数或者表示；
vi.按照在固定的周期间隔中的时间单位上所需要的无线介质时间表达的平均带宽的参数或者表示；
vii.以时间为单位的、在介质接入点测量的发射极和接收机之间的数据分组间的最大等待时间的参数或者表示；
viii.以时间为单位的，在介质接入点测量的交互到达的数据分组之间的最大的允许抖动的参数或者表示；
ix.以时间为单位的、最小的轮询间隔的参数或者表示；
x.以时间为单位的、最大的轮询间隔的参数或者表示；
xi.需要用于处理由于重新传输、报头、以及协议开销造成的带宽损失额外的带宽的参数或者表示。
xii.在每一个突发的传输内的数据分组的尺寸，其中每一个突发包括单个或者多个数量的数据分组。
按照本发明的第三方面，将本发明实现为一种用于网络节点的装置，该装置依据将数据流传送到无线介质，或者从无线介质中接收数据流需要的服务质量等级，通过按照周期性和非周期性的方式分配可变长度的时隙，预留无线介质，从而可以依据从请求服务质量等级的任何站点或者实体接收到的服务等级参数，实现数据流的服务等级。
按照本发明的第四方面，将本发明实现为一种装置，该装置预先分配介质接入时间，以便为以下类型的数据流传输确保确定性的介质接入时间和传输时间：
i.控制数据流，它负责发信令、网络管理和关键数据。
ii.用户数据流，它用于作为传输通过(i)中传输的控制流成功协商的网络资源预留的结果动态分配的实时信息。
iii.不需要服务质量预留的用户数据流，以及
iv.作为在(i)、(ii)和(iii)中完全分配的结果，没有被分配介质接入时间的用户数据流。
按照本发明的第五方面，将本发明实现为一种装置，该装置可以实现动态的时间分配，以便使用由在第二方面中描述的参数指定服务质量，执行数据流的服务质量登记，并且该装置可以通过预先确定每一种介质接入类型的时间界限，调度已调度服务质量的无线介质接入、用于未登记的数据流的已调度的无线介质接入、以及用于无线介质接入的数据流竞争。
根据本发明第六方面，将本发明实现为一种方法，该方法竞争对无线介质的服务质量登记，从而可以通过中央无线介质接入控制层进行登记，该方法包括步骤：
i.在初始阶段，分配0.5N个数量的无线介质接入时隙，以用于服务质量数据流的登记，其中N是由中央无线介质接入控制层控制的登记的无线站点的总数量，
ii.依据检测到的碰撞数量，通过将介质接入时隙预留长度的数量增加为检测到具有碰撞的时隙数量的两倍，分配另外的介质接入时隙，以及
iii.在没有检测到碰撞时隙的情况下，通过从先前分配的数量或者时隙中减少M/2，降低介质接入时隙预留长度的当前的数量，其中M是在先前的帧中未使用的时隙的数量。
依据本发明的第七方面，将本发明实现为一种装置，该装置将无线介质划分为较小的阶段，以便提供用于服务质量，该服务质量服务于实时应用，并且同时为非实时应用。这些阶段是：
i.依据请求的服务等级，使用在第二方面中描述的参数的QoS请求登记，以及调度时间，以便传输登记或者认可的数据流，
ii.QoS介质专用，其中，依据在第二方面中描述的、用于在中央控制层中的流的请求参数，为已登记的流分配传输时间，
iii.传统的介质专用，其中为在用于数据传输的无线网络中为无线站点预先确定和分配传输时间，以及
iv.基于竞争的介质接入机制，其中，留下传输时间，以便由在无线网络中的站点来发起。
在本发明的第七方面中，按照循环的方式执行这些阶段，其中每一次循环包括：出现一次的QoS请求登记和调度阶段、以及出现多次的ii、iii和iv阶段的序列，其中有效的序列包括至少所提到的三个阶段中的至少一个。
按照本发明的第八方面，将本发明实现为QoS请求登记和调度阶段，该阶段包括以下内容：
i.对于想要发送预留请求的无线站点，可允许控制竞争，以便表示所需要的介质专用的持续时间，以及
ii.无线协调程序按照无线站点的请求，为它们分配介质专用，以便传输预留请求，从而预留请求可以按照有时限的方式，到达无线协调程序。
按照本发明的第九方面，将本发明实现为一种方法，该方法在控制竞争期间选择时隙，避免竞争，该方法包括以下步骤：
i.选择值1/N，其中N等于任何任意的竞争时隙长度；
ii.确定新的随机数，直到可以实现成功的传输；以及
iii.时间数值，即站点在当前的循环内在步骤ii中选择的不大于1/N的随机数，是在传输前要跳过的分配时隙的数量。
依据本发明的第九方面，用于确定在时隙部分(ii)内的传输成功的方法包括以下步骤：
i.获得功率Pr＝1/N，其中N大于任意竞争时隙长度，
ii.获得随机数，
iii.如果随机数不大于在步骤I中获得的功率Pr，则执行本发明的第九方面的上述部分(iii)，以及
iv.产生新的Pr值，该值具有较大的机会，以使随机数不大于步骤(iii)中的Pr值。
按照本发明的第十方面，将本发明实现为一种装置，该装置用于产生介质专用调度，该调度包括以下的阶段：
i.QoS登记请求转换，以及
ii.介质专用调度产生。
在本发明的第十方面中，在上述部分(i)中描述的用于执行QoS请求转换的装置包括以下步骤：
i.计算每一个QoS请求需要的介质专用的数量，以及
ii.依据从步骤i获得的值，对请求进行排序。
在本发明的第十方面中，如上所提到的用于计算请求的介质专用数量的装置(i)执行以下步骤：
i.计算传输分组需要的总持续时间，
ii.计算请求所要求的实际带宽，
iii.在循环间隔期间，计算请求所需要的介质专用的总的持续时间，以便实现实际带宽要求，
iv.计算需要的介质专用的数量，以及
v.将从步骤iv获得的值与请求联系起来。
在本发明的第十方面中，用于产生介质专用调度的装置执行以下步骤：
i.通过将多个有序的介质专用合并为具有较长持续时间的单一的介质专用，将从第十方面的步骤iv中计算的值降低到最小，从而产生介质专用调度，以致于不会违反在请求中规定的限制，以及
ii.将从步骤I获得的介质专用调度合并为单一的调度。
依据本发明的第十一方面，将本发明实现为一种装置，该装置将两个碰撞的介质专用调度合并为单一的调度，包括以下步骤中的任一个：
i.逐个调度碰撞介质专用，或者
ii.将调度的其中之一的碰撞介质这种分割为具有较小持续时间的较少的介质专用，并且在从碰撞介质专用的起点到下一个介质专用的起点或者该调度的结尾的间隔内分配该介质专用。
根据本发明的第十一方面，将本发明实现为一种装置，该装置在将两个介质专用调度合并为单一的调度时，分裂碰撞的装置专用，它执行以下步骤：
i.获得正在与在调度B中的介质专用碰撞的、调度A中的介质专用的持续时间；
ii.获得正在与在调度A中的介质专用碰撞的调度B中的介质专用的持续时间；
iii.获得从碰撞介质专用的起点到下一个介质专用的起点或者调度A的结尾的持续时间；
iv.计算在没有碰撞的调度A中的碰撞介质专用的部分的持续时间；
v.计算正在发生碰撞的调度A中的碰撞介质专用的部分的持续时间；
vi.使用等于(d*c/a-d)的间隔，将碰撞介质专用分割为非常小的介质专用。
因此，已经对本发明进行了描述，显然，本发明在许多方面都可以变化。这样的变化不应该被看作脱离本发明的精神和范围的变化，并且对于本领域的技术人员而言，应该将所有这样的修改限定在所附权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便使用预先确定的有保证的质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
向站点传输控制帧，以便开始竞争控制阶段，在竞争控制阶段中控制多个站点之间的竞争，控制帧表示对于无线介质的预留请求的接受；
在竞争控制阶段，从站点接收预留请求；
在从站点成功地接收到预留请求的情况下，在无QoS阶段中对站点进行轮询，在无QoS阶段中，使用无保证的质量传输数据流，无QoS阶段不同于竞争控制阶段；
在无QoS阶段中，从响应轮询的站点中接收QoS登记请求，QoS登记请求表示在QoS阶段中需要的要求，在QoS阶段中，使用有保证的预定质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在无QoS阶段中，登记站点和这些要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括向站点传输QoS响应，该响应表示是否允许符合所述要求的传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于QoS响应只表示同意所述传输，
该方法包括：在传输QoS响应之后，还依据所述要求传输定义的所允许的内容。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述要求包括以下各项中的至少一个参数：数据流的最小带宽、数据流的平均带宽、数据流的最大带宽、允许的最大等待时间、允许的等待时间的波动、数据分组尺寸、在每一个介质专用之间的最小要求间隔、在每一个介质专用之间的最大要求间隔、数据分组的尺寸、以及重新传输、报头以及协议开销中的至少一个所需要的额外的带宽。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在竞争控制阶段，传输通知，该通知包括表示各个站点的标识号的列表的信息，从各个站点可以成功接收预留请求。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
在基于竞争的阶段中，从除了在列表中描述了其标识号的那些站点之外的站点接收QoS登记请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每一次传输它的数据流之前，检测是否可以传输，QoS登记请求表示在QoS阶段中所需要的要求，其中，在QoS阶段期间，使用有保证的预定质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在基于竞争的阶段，登记站点和所述要求。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
在基于竞争的阶段，从除了在列表中已描述其标识号的站点之外的站点中接收轮询请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每次传输它的数据流之前，检测是否可以传输；
在无QoS阶段，依据轮询请求对站点进行轮询；
在无QoS阶段，从响应轮询的站点中接收QoS登记请求，该QoS登记请求表示在QoS阶段中所需要的要求，其中，在QoS阶段期间，按照有保证的预定质量，传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在无QoS阶段中，对站点和所述要求进行登记。
8.一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便按照有保证的预定质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
在基于竞争的阶段中，从站点中接收QoS登记请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每次传输它的数据流之前，检测是否可以传输，QoS登记请求表示在QoS阶段所需要的要求，在QoS阶段期间，按照有保证的预定质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在基于竞争的阶段中，对站点和所述要求进行登记。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述要求包括以下各项中的至少一个参数：数据流的最小带宽、数据流的平均带宽、数据流的最大带宽、允许的最大等待时间、允许的等待时间的波动、数据分组尺寸、在每一个介质专用之间的最小要求间隔、在每一个介质专用之间的最大要求间隔、数据分组的尺寸、以及重新传输、报头以及协议开销中的至少一个所需要的额外的带宽。
10.一种响应接收到的QoS登记请求登记传输请求、以便按照有保证的预定质量传输数据流的方法，所述QoS登记请求发送自通过无线介质来传输数据流的站点，并且在实现了QoS感知功能的中央控制站点处接收，所述QoS感知功能包括计算介质专用间隔和每一个介质专用间隔所需的介质专用持续时间以至少满足QoS登记请求中所指示的带宽要求的步骤，该方法包括：
在基于竞争的阶段中，从站点接收轮询请求，其中，在基于竞争的阶段期间，多个站点中的每一个在每次传输它的数据流之前，检测是否可以传输，
在无QoS阶段中，对站点进行轮询，其中，在无QoS阶段期间，按照有保证的质量传输数据流，并且该无QoS阶段不同于基于竞争的阶段；
在无QoS阶段中，从响应轮询的站点中接收Qos登记请求，该QoS登记请求表示在QoS阶段中所需要的要求，在QoS阶段中，按照有保证的预定的质量传输数据流；
依据无线介质可用到的条件，确定是否允许符合所述要求的传输；
在允许符合所述要求的传输的情况下，在无QoS阶段中，对站点和所述要求进行登记。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述要求包括以下各项中的至少一个参数：数据流的最小带宽、数据流的平均带宽、数据流的最大带宽、允许的最大等待时间、允许的等待时间的波动、数据分组尺寸、在每一个介质专用之间的最小要求间隔、在每一个介质专用之间的最大要求间隔、数据分组的尺寸、以及重新传输、报头以及协议开销中的至少一个所需要的额外的带宽。
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