[发明专利]一种用于无线局域网的数据包调度发送装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络通信领域的一种数据包调度发送装置，尤其涉及一种利用数据包调度器实现IEEE 802.11e或IEEE 802.11n协议中数据包调度和发送的硬件部件。

背景技术

为了支持有延迟约束的应用，在无线局域网中，需要将具有不同优先级属性的数据包按不同优先级顺序调度发送，这个规程称为数据包调度。每个数据包可以是四个优先级中的一个。数据包的优先级从IP包头中的DSCP域值映射得到或根据IEEE 802.11e协议规定得到。

对于发送方，需要从四个优先级队列中取出一个数据包进行发送。IEEE 802.11e协议规定，应该为所有具有缓存数据的优先级队列执行退避过程。当其中任意一个退避过程结束，则取出相应优先级队列中的数据包发送。这是一个虚拟调度的过程，即，虽然没有调度器实体，但多个退避过程并行执行实际上起到了调度器的作用。

在一个STA发送数据包的过程中，由于上层应用并行执行，因此，属于不同优先级应用的数据包可能同时要求发送。在没有硬件约束的情况下，发送硬件电路可以为每个新到达的数据包建立并维护一个存储结构，直到该数据包完整发送。

不同优先级应用的数据包同时要求发送将引起退避过程并行执行。退避过程并行执行的过程中，有可能出现多个退避过程同时退避完成的情况，即内部冲突。这时，根据IEEE 802.11e协议规定，完成退避的退避过程应相互通知，并重新执行退避过程。这将导致退避过程的复杂化。图1显示了使用这一方法的硬件装置。

由于硬件部件在存储容量、芯片面积和复杂度方面的限制，上述实现方法硬件成本高，因此迫切需要使用一种技术能在软件中实现符合IEEE 802.11e协议规定的数据包调度器，并实现延迟的优先级区分，减小硬件开销。

发明内容

本发明提供一种实现IEEE 802.11e或IEEE 802.11n无线局域网数据包调度发送的方法和装置，以期达到以尽可能小的硬件成本和复杂度实现延迟的优先级区分功能，同时支持并行退避内部冲突的处理。

为实现这一目标，本发明公开了一种利用优先级区分机制实现数据包调度发送的方法和装置，本发明包括一个数据包调度器、一个硬件退避电路、一个发送缓冲区描述符TxBD。其中：

所述数据包调度器由驱动软件实现，按照IEEE802.11e协议规定，根据优先级发送队列的优先级不同，为各优先级队列分配不同参数，包括竞争窗口最大值、竞争窗口最小值和仲裁帧间间隔数AIFSN。数据包调度器根据上述参数，分别为各优先级队列计算伪随机整数和AIFSN的和值，并确定和值最小的相应队列作为被数据包调度器选中队列，取该队列队首数据包作为待发送数据包，送至硬件发送缓冲区TxBuff。

所述硬件退避电路，位于硬件部件中，用于根据数据包调度器计算得到的伪随机整数和AIFSN的和值，计算得到退避时间，并根据退避时间执行退避过程。硬件退避电路对外接口信号包括：

信道空闲指示Channel idle信号，输入信号，用于指示当前信道状态是否空闲；

和值Sum信号，输入信号，用于指示权利要求2所述发送缓冲区描述符TxBD的和值(Sum)字段值；

时隙计数Tslot信号，输入信号，用于指示当前累计的时隙数；

退避请求Backoff Req信号，输入信号，用于指示是否可以启动退避功能；

退避完成Backoff Done信号，输出信号，用于指示退避是否完成。

所述发送缓冲区描述符TxBD，记录了被数据包调度器选中队列的优先级、与该队列关联的伪随机整数值与AIFSN的和值、待发送数据包内存地址。发送缓冲区描述符TxBD字段包括：

和值Sum字段，用于记录由数据包调度器计算的伪随机整数和仲裁帧间间隔数AIFSN的和值；

优先级Priority字段，用于记录由数据包调度器选择的待发送队列的优先级；

帧地址Frame Address字段，用于记录由数据包调度器选择的待发送数据包的内存地址；

重传次数Retry Count字段，用于记录由硬件发送电路检测到的帧重传次数。

本发明的特征依次包括如下步骤：

(1)驱动软件接收到数据包后，根据IP包的DSCP值或IEEE 802.11e协议规定的数

据包优先级，将数据包放入相应优先级发送队列，优先级发送队列由驱动软件生

成并维护；