[发明专利]VoIP在无线局域网中多跳传输的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传输技术领域的方法，具体是一种VoIP在无线局域网中多跳(multi-hop)传输的优化方法。

背景技术

对于VoIP(网络电话)在无线局域网中的应用，前人已经做了大量的工作。一部分工作是研究无线局域网中纯语音传输的情况，不同的语音编码方式在不同的MOS(平均意见值)的约束下，无线局域网(802.11b)能支持的网络电话的容量；而另一部分研究在无线局域网中同时传输语音数据和其他数据包的情况，采用不同的MAC(媒介传输协议)协议，过仿真来估计无线网的性能。

经对现有技术的文献检索发现，Timo Vanhatupa等在《2005 IEEE 16thInternational Symposium on Personal，Indoor and Mobile  RadioCommunications》(2005年IEEE第16届国际个人、室内和无线移动通信研讨会)(第1925-1930页)上发表了“Multihop IEEE 802.11b WLAN Performance forVoIP”(网络电话在IEEE 802.11b多跳无线局域网的性能)，该文通过仿真分析了在基于传统的IEEE802.11b MAC的无线局域网中，网络电话多跳传输的性能，指出由于多跳的传输延时和无线局域网中节点的相互干扰，VoIP在无线局域网中多跳传输会带来网络性能很大的下降。但这篇文章关于如何在多跳传输情况下提高无线局域网的性能并没有给出一个可行的方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种VoIP在无线局域网中多跳传输的优化方法，使其通过修改MAC层控制协议，根据网络的繁忙情况选择MAC层的打包方式和发送方式，从而减少语音数据包的碰撞概率和传输延时，增加了网络中语音通信的容量。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

首先，测量出基于802.11MAC协议的无线局域网对VoIP的最大连接数，称为门限值(WATER MARK)；

然后根据网络现在的繁忙状态，动态选择MAC层的数据封装方式和发送方式，具体为：比较节点的队列长度(QueLen)和门限值的大小，如果等待服务的队列长度小于门限值，MAC层使用标准的802.11MAC协议，将每个数据包按802.11MAC规定的方式打包传输；如果等待服务的队列长度大于门限值，将队列中每K个数据包按照BQ(Burst Queue，突发队列)方法进行打包并传输。

所述将每个数据包按802.11MAC规定的方式打包传输，具体为：使用IEEE802.11的MAC层的数据包格式，把上层传递下来的语音数据包按IEEE 802.11的规定在数据前面加上MAC头和PHY(物理层头信息)头，然后按照802.11MAC建立点对点的连接。

所述BQ方法，是基于802.11MAC的VoIP在WLAN上的多跳传输协议。

所述将队列中每K个数据包按照BQ方法进行打包并传输，是指把队列里面每K个数据包拼成一个大的数据包进行传输，具体为：首先在每个数据包前加上目的地的MAC地址，然后按在队列中的顺序组成一个大的数据包，接着按广播帧的格式加上MAC头和PHY头，最后把数据包广播出去。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用新的打包方式，提高了VoIP在无线局域网多跳传输下的网络利用率，从而增加了网络对VoIP的容量。相比与传统的802.11MAC协议，网络容量增加了近100％。

附图说明

图1是传统的802.11b MAC数据包格式和BQ策略的MAC数据包格式；

图2简化的无线网络拓扑结构；

图3单向传输时无线局域网中不同VoIP连接数时网络的平均延时比较；

图4单向传输时无线局域网中不同VoIP连接数时丢包率比较；

图5VoIP网络的格型拓扑结构；

图6单向传输时VoIP在格型拓扑结构无线局域网中采用GPSR路由协议丢包率比较；

图7单向传输时VoIP在格型拓扑结构无线局域网中采用GPSR路由协议网络平均延时比较；

图8单向传输时VoIP在格型拓扑结构无线局域网中采用AODV路由协议丢包率比较；

图9单向传输时VoIP在格型拓扑结构无线局域网中采用AODV路由协议网络平均延时比较；

图10单向传输是VoIP在随机的无线网络拓扑结构中对不同网络连接数的丢包率和方差；