專利名稱：一種基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法
技術領域：
本發(fā)明涉及家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)，特別涉及一種基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng) 絡QoS保障方法 和系統(tǒng)。
背景技術：
隨著寬帶網(wǎng)絡的普及和家居設備的數(shù)字化發(fā)展，人們對通信服務的需求已不再是 簡單的話音和單向的視頻，而是更快速、更豐富、交互式的寬帶多媒體業(yè)務。家庭網(wǎng)絡的業(yè) 務正在向著融合性、交互性、豐富性、個性化的方向發(fā)展。目前，家庭網(wǎng)絡中以音視頻為主 要的業(yè)務，尤其是個性化的高清音視頻業(yè)務(如高清IPTV、視頻點播VOD、DVR等)，具有高 帶寬、較為嚴格的延遲及誤碼等服務質(zhì)量(QoS)需求。因而，服務質(zhì)量(QoS，Quality of Service)成為以交互性媒體業(yè)務為主的家庭網(wǎng)絡研究中的關鍵問題。現(xiàn)有的家庭網(wǎng)絡QoS機制大體可以分為資源預留、優(yōu)先級控制和參數(shù)化QoS幾 種。資源預留機制采用預先保留一部分網(wǎng)絡資源的辦法來保證對用戶的服務質(zhì)量，例 如IEEE1394、Bluetooth、HomeRF。IEEE1394提供同步和異步兩種信道類型，其中同步 (isochronous)信道通過資源預留的機制來提供可保證的通信帶寬。Bluetooth也定義了 同步和異步兩種類型的傳輸信道，其中同步信道用于語音數(shù)據(jù)的傳輸。HomeRF為語音和數(shù) 據(jù)提供兩種不同的介質(zhì)訪問協(xié)議，語音使用帶寬可保證的TDMA/TDD協(xié)議，TDD保證了全雙 工通信，TDMA為每路話音連接提供每幀一次的訪問接入保證數(shù)據(jù)使用帶優(yōu)先級的信道競爭 協(xié)議(CSMA/CA)。資源預留機制主要缺點是，用戶對資源的確切需求往往無法預先得知，導 致對資源的預留不夠精準，同時對資源需求的變化尚不能及時處理，這使得網(wǎng)絡資源的利 用率較低。優(yōu)先級控制為通信量提供不同的傳送優(yōu)先級來提供可區(qū)分的服務質(zhì)量，典型的 例子有 HomePlug、IEEE802. ID、IEEE 802. Ile(EDCF)等。HomePlug 電力線聯(lián)盟定義的 HomePlug介質(zhì)訪問接口規(guī)范，也采用帶優(yōu)先級的CSMA/CA算法，支持4種優(yōu)先級。在優(yōu)先級 解決周期(Priority Resolution Period)中，設備發(fā)送之前先通知優(yōu)先級信號，發(fā)生競爭 時僅允許最高優(yōu)先級的設備繼續(xù)發(fā)送。HomePNA采用了 ITU-T定義的G. 989. 1指定的家庭電話線網(wǎng)絡收發(fā)器的規(guī)范 DFPQ (Distributed Fair Priority Queuing)，它采用帶8個優(yōu)先級的競爭訪問機制(CSMA/ CD)訪問共享信道，訪問信道時采用了絕對的優(yōu)先級，提供一定的QoS支持。IEEE802. 1工作組針對802系列網(wǎng)絡定義了一系列基于優(yōu)先級的QoS規(guī)范，主要 包括IEEE802. lD/p/Q。IEEE802. ID (MAC Bridges)是一種具有優(yōu)先級機制的用于橋接局 域網(wǎng)的鏈路層協(xié)議標準，IEEE802. Ip是IEEE802. ID標準的一部分，802. Ip主要用于定義 MAC層網(wǎng)橋的通信量類別和動態(tài)多播過濾器，它還定義了優(yōu)先級控制機制，包括用戶優(yōu)先級 訪問優(yōu)先級和通信量類別。802. ID所提供的QoS機制比較簡單，雖然提供了關于局域網(wǎng) QoS的標準，但它僅僅依靠優(yōu)先級來區(qū)分通信量，沒有提供嚴格意義上的QoS特性；此外它 沒有準入控制機制，這導致網(wǎng)絡比較容易出現(xiàn)擁塞。802. IQ主要用于定義虛擬橋接局域網(wǎng)(Virtual Bridged LANs)及其所提供的服務。RFC2814-SBM(Subnet Bandwidth Manager) 定義了基于RSVP的IEEE802網(wǎng)絡準入控制機制。另外RFC2815定義了 Internet綜合服務 (Integrated Service)到 IEEE802 網(wǎng)絡上的映射。優(yōu)先級方式的主要優(yōu)點是結構簡單、易于實現(xiàn)，缺點是無法嚴格控制高優(yōu)先級通 信量的帶寬消耗及實現(xiàn)較為精確的資源分配。參數(shù)化QoS采用一定的參數(shù)對通信量特征進行定量描述，可以提供更為細化的服 務質(zhì)量，但一般實現(xiàn)起來較為復雜。典型的例子有IEEE802. Ile的HCF(HybridCoordinator Function,混雜協(xié)調(diào)功能)，可用于競爭周期和無競爭周期。混雜協(xié)調(diào)器(Hybrid Coordinator HC)采用輪詢的方式分配傳輸時機(Transmission Opportunity, TX0P)，即一 個站點有權發(fā)起通信會話的一段時間間隔，從而提供細化的QoS參數(shù)控制。HomeMAC是一種基于參數(shù)化QoS控制的家庭網(wǎng)絡MAC協(xié)議，其將數(shù)據(jù)流(traffic) 分為三種硬實時流(Hard real-time)、軟實時流(Soft real-time)和非實時流(Non real-time)，該協(xié)議重點保障軟實時流的性能，針對實時業(yè)務用令牌方式保障其帶寬分配， 允許每一實時信息流去獲取帶寬和QoS保障，根據(jù)用戶需求、媒體特性、網(wǎng)絡狀況動態(tài)分配 帶寬，可以為包括音視頻等媒體(不單純面向數(shù)據(jù)和語音)提供優(yōu)先服務。但其僅對音視頻 業(yè)務提供實時性支持，并且在帶寬估算方面仍有局限性，沒有對業(yè)務的資源需求做出動態(tài) 預測；在網(wǎng)絡狀態(tài)下降時對非實時業(yè)務停止服務，并同等程度降低了所有實時業(yè)務的QoS， 沒有對實時業(yè)務的具體需求做出相應調(diào)整。隨著新型網(wǎng)絡業(yè)務應用的日益豐富，資源預留和優(yōu)先級控制機制無法提供更加細 化的服務區(qū)分，從而難以滿足眾多應用細化的QoS需求；參數(shù)化QoS通過采用一定參數(shù)對業(yè) 務特征進行定量描述，可以提供更為細化的服務質(zhì)量。但網(wǎng)絡中某一層根據(jù)參數(shù)提供QoS 保障的技術僅能對本層的性能進行優(yōu)化，對于業(yè)務的性能需要網(wǎng)絡中各個層次的配合，從 整體上提供良好的性能。尤其是家庭網(wǎng)絡環(huán)境下多業(yè)務共存，更需要從網(wǎng)絡各層的整體配 合來保障各業(yè)務QoS需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡機制采用的優(yōu)先級方式或參數(shù)化Qos各 層獨立的控制方式帶來的資源分配不合理、及時等缺點，從而提出一種基于層間協(xié)作的家 庭網(wǎng)絡QoS保障方法。為此本發(fā)明提出的一種基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，所述的方法采用 MAC層和業(yè)務層跨層的QoS控制策略，該策略結合控制節(jié)點的資源管理機制中的流量監(jiān)控 層、接納控制層和資源分配層之間的跨層協(xié)作控制策略，具體步驟包含首先，通過業(yè)務層參數(shù)化Qos的提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)集，映射為家庭網(wǎng)絡所需 的QoS控制參數(shù)集；然后，資源管理機制結合MAC層的隊列調(diào)度和介質(zhì)訪問控制機制根據(jù)業(yè) 務層得到的QoS控制參數(shù)集或者反饋數(shù)據(jù)指導MAC和業(yè)務層面協(xié)作進行QoS保障；其中，所述的資源管理機制的流量監(jiān)控層提供的最大可用帶寬數(shù)據(jù)為控制依據(jù)， 依據(jù)該最大可用帶寬數(shù)據(jù)接納控制層與業(yè)務層的QoS協(xié)商配合控制進入網(wǎng)絡的業(yè)務及流 量，接納該業(yè)務請求后資源分配層分配的帶寬信息將指導MAC層的隊列調(diào)度和混合介質(zhì)訪 問控制機制。
上述技術方案，所述的參數(shù)化Qos的通過流量分類機制實現(xiàn)，該流量分類機制具 體包含如下子步驟首先，根據(jù)流量類型和相應的參數(shù)描述流量，并用QoS需求參數(shù)集A進行描述；然后，根據(jù)Qos需求參數(shù)集A運算后得到Qos控制參數(shù)B，所述的Qos控制參數(shù)B 用于層間協(xié)作QoS控制的運行和調(diào)整的控制參數(shù)。所述的QoS需求參數(shù)集A，包括以下參 數(shù)帶寬需求BW、延遲Delay、抖動Jitter、丟包率Lr、數(shù)據(jù)重要性Importance、文件大小 FileSize或業(yè)務類型ServiceType ；所述的QoS控制參數(shù)集B，包括以下參數(shù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級 Prio,帶寬變化范圍BWmax BWmin，延遲Delay或抖動Jitter。
作為本發(fā)明的一個改進，所述的資源管理機制通過流量監(jiān)控模塊、接納控制模塊 和資源分配子模塊協(xié)作實現(xiàn)，包括帶寬分配步驟、基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化步驟和QoS調(diào) 整的步驟；所述的帶寬分配步驟，根據(jù)業(yè)務的需求參數(shù)及網(wǎng)絡的當前狀態(tài)，為各個業(yè)務分配 初始帶寬，并與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的策略控制；所述的基 于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化步驟，基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化結合業(yè)務站點的反饋調(diào)整帶寬，達 到帶寬分配的動態(tài)調(diào)整；所述的QoS調(diào)整步驟，當網(wǎng)絡的資源不足以滿足業(yè)務的當前需求 時，降低業(yè)務QoS需求參數(shù)，用于保證高優(yōu)先級業(yè)務的需求。所述的隊列調(diào)度步驟具體包含如下子步驟首先，MAC層隊列調(diào)度機制為每一個數(shù)據(jù)優(yōu)先級Prio維護一個隊列，業(yè)務數(shù)據(jù)根 據(jù)優(yōu)先級Prio進入相應隊列被調(diào)度；然后，優(yōu)先級Prio高的隊列數(shù)據(jù)優(yōu)先使用信道，同一優(yōu)先級隊列中，如果有即將 達到最大延遲Delay的分組，即Tqueue為滿足Tqueue+Tse e ( Delay的最大值，則優(yōu)先選擇這 樣的分組進行傳輸，其中Tquate為分組進入隊列的時長，Tserve為家庭網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)服務時間的 估計值；最后，高優(yōu)先級隊列被數(shù)據(jù)填滿時，如果低優(yōu)先級隊列有空間，則新到達的高優(yōu)先 級數(shù)據(jù)進入低優(yōu)先級隊列，此時對于低優(yōu)先級隊列，優(yōu)先處理高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)；對于實時性 要求高的業(yè)務類型，當所分配到的帶寬有限，導致出現(xiàn)T_ue+TSCTve > Delay的分組時，應對 這樣的分組進行丟包處理。所述的業(yè)務數(shù)據(jù)，根據(jù)分配的信道使用時間在規(guī)定的發(fā)送時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，業(yè)務 站點在發(fā)送完畢后，各個優(yōu)先級隊列的已用空間SendBuffused被更新到傳輸令牌幀中并反 饋給資源管理機制的流量監(jiān)控模塊。所述的介質(zhì)訪問控制機制，采用基于業(yè)務區(qū)分及預測機制的混合MAC協(xié)議，該協(xié) 議用于根據(jù)各個業(yè)務的優(yōu)先級或帶寬分配參數(shù)提供底層的支撐及保證。本技術方案針對一次完整的業(yè)務發(fā)起及執(zhí)行所述的層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保 障方法步驟如下1)有新業(yè)務發(fā)起時，流量分類模塊提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)，對流量劃分優(yōu)先級， 并輸出攜帶優(yōu)先級分類、帶寬、延遲、丟包率等QoS參數(shù)的數(shù)據(jù)，從而啟動基于業(yè)務分類的 層間協(xié)作的QoS機制；如果是來自家庭網(wǎng)絡外部的業(yè)務，則是通過QoS映射機制，提取外部 網(wǎng)絡中定義的QoS參數(shù)，映射為家庭網(wǎng)絡中所需要的優(yōu)先級分類、帶寬范圍等參數(shù)，從而在 家庭網(wǎng)絡中也為其提供相應的QoS保障；2)在MAC層，每個優(yōu)先級都有一個單獨的隊列，各優(yōu)先級數(shù)據(jù)進入對應的隊列內(nèi)，并由隊列調(diào)度模塊根據(jù)數(shù)據(jù)的延遲、丟包率的參數(shù)需求進行調(diào)度，排在隊首的業(yè)務數(shù)據(jù)才能申請使用信道傳輸；3)MAC隊列中的隊首業(yè)務申請信道需遵循介質(zhì)訪問控制(MAC)機制，在允許新業(yè) 務爭用信道的周期內(nèi)發(fā)送業(yè)務申請幀，其中包含如下參數(shù)業(yè)務的優(yōu)先級、帶寬、延遲、丟 包；4)申請到信道的業(yè)務站點成功發(fā)送業(yè)務申請幀后，控制節(jié)點根據(jù)介質(zhì)訪問控制 (MAC)機制解析出業(yè)務的QoS參數(shù)并提交給資源管理機制模塊；5)資源管理機制模塊管理并定時更新著一個帶寬管理表(BMT)，并包括接納控 制、流量監(jiān)控和資源分配子模塊；根據(jù)流量監(jiān)控子模塊估計出的網(wǎng)絡最大可用帶寬，結合網(wǎng) 絡中已有業(yè)務的需求，判斷當前網(wǎng)絡能否滿足業(yè)務的QoS需求參數(shù)，從而做出裁決是否接 納新申請業(yè)務；6)資源管理機制的資源分配子模塊結合終端處理能力為新業(yè)務分配初始帶寬，基 于已有業(yè)務站點的反饋動態(tài)優(yōu)化帶寬分配，并根據(jù)需要啟動QoS調(diào)整策略；結合MAC機制的 需求，為各個業(yè)務分配下一 MAC周期中的業(yè)務發(fā)送時間，并結合業(yè)務優(yōu)先級指定發(fā)送順序， 從而與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的控制；7)網(wǎng)絡中已被接納的業(yè)務根據(jù)控制節(jié)點分配的業(yè)務發(fā)送時間，在收到令牌幀后的 規(guī)定時間內(nèi)，按隊列調(diào)度策略傳輸數(shù)據(jù)；時間到或者提前傳輸完，則在令牌幀中提交隊列調(diào) 度的參數(shù)，并繼續(xù)傳遞令牌；如果出現(xiàn)無法滿足延遲需求的數(shù)據(jù)，隊列調(diào)度模塊則依據(jù)一定 的策略進行丟包處理；8)最后一個站點將令牌傳給控制節(jié)點，控制節(jié)點收回令牌后，資源管理機制模塊 的資源分配子模塊解析各個業(yè)務的隊列調(diào)度參數(shù)，更新帶寬管理表(BMT)，并預測下一時刻 各個業(yè)務的帶寬需求情況，根據(jù)預測結果判斷是否需要啟動QoS降級策略，并分配相應業(yè) 務帶寬。其中，所述的步驟5)具體包含如下子步驟5-1)如果控制節(jié)點的接納控制層預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬能夠滿足業(yè)務的最 低QoS需求，則接納新業(yè)務的加入同時向?qū)军c發(fā)送一個響應幀ACK ；接納控制層將新業(yè)務的參數(shù)添加到帶寬管理表中后，流量監(jiān)控層更新帶寬管理表 中的網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，資源分配層將為新業(yè)務分配初始帶寬；5-2)如果接納控制層預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬無法滿足業(yè)務的最低QoS需求 時，接納控制層拒絕接納新業(yè)務，發(fā)送拒絕服務消息NACK，并在消息中告知網(wǎng)絡的最大可用 帶寬；業(yè)務站點收到NACK后，提交給QoS協(xié)商模塊來相應調(diào)節(jié)業(yè)務的QoS參數(shù)，所述的 參數(shù)包含數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、編碼方式或丟包率，如果調(diào)節(jié)成功，則可以繼續(xù)申請信道，流程同 步驟5-1)。本發(fā)明所述的介質(zhì)訪問控制機制，采用基于業(yè)務區(qū)分及預測機制的混合MAC協(xié) 議，該協(xié)議用于根據(jù)各個業(yè)務的優(yōu)先級或帶寬分配參數(shù)提供底層的支撐及保證。本發(fā)明針對家庭網(wǎng)絡環(huán)境中多屬性業(yè)務共存情況下的QoS保障需求，采用網(wǎng)絡多 層配合協(xié)作的方法，結合優(yōu)先級和參數(shù)化QoS的優(yōu)點，提出一種基于網(wǎng)絡層間協(xié)作的QoS保 障技術。層間協(xié)作的QoS技術以業(yè)務QoS需求為驅(qū)動，采用跨層協(xié)作的QoS控制策略，通過流量分類、QoS映射機制、資源管理機制來提取業(yè)務需求參數(shù)進行分類，對網(wǎng)絡資源進行統(tǒng)一調(diào)度，并指導業(yè)務層、MAC層協(xié)作配合調(diào)度；業(yè)務層面上由QoS協(xié)商模塊調(diào)整業(yè)務需求， MAC層面上由隊列調(diào)度和基于業(yè)務特性的混合介質(zhì)訪問控制(MAC)機制根據(jù)業(yè)務需求完成 相應調(diào)度。結合網(wǎng)絡及終端的處理能力，實現(xiàn)整體上的QoS保障，為業(yè)務提供有效資源分 配。并在此技術基礎上構建了由控制節(jié)點(家庭網(wǎng)關設備)和普通節(jié)點(多種業(yè)務終端設 備)構成的QoS保障系統(tǒng)。本發(fā)明所提出的家庭網(wǎng)絡QoS控制結構包括兩種類型的設備普通節(jié)點(業(yè)務終 端)和控制節(jié)點(同時也可以作為業(yè)務終端)。能夠管理家庭網(wǎng)絡QoS的控制節(jié)點一般由 家庭網(wǎng)關來擔任。為了提供QoS支持，普通節(jié)點和控制節(jié)點的QoS架構都應包含QoS機制及 相應模塊。普通節(jié)點和控制節(jié)點均由流量分類、QoS協(xié)商、隊列調(diào)度和介質(zhì)訪問控制(MAC) 機制組成。另外，控制節(jié)點還包括QoS映射機制、資源管理機制，如圖1所示。圖中資源管 理機制模塊為層間協(xié)作的QoS控制策略控制的核心部分，其中包括流量監(jiān)控、接納控制、資 源分配子模塊。層間協(xié)作的QoS控制策略提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)集，映射為家庭網(wǎng)絡所 需的QoS控制參數(shù)集，指導網(wǎng)絡的MAC及業(yè)務層面協(xié)作進行QoS保障；并根據(jù)網(wǎng)絡各層的反 饋狀態(tài)，對QoS控制參數(shù)集進行動態(tài)調(diào)整，使網(wǎng)絡中業(yè)務的整體QoS得到實時、有效的保障。層間協(xié)作的QoS控制策略由業(yè)務的QoS需求啟動，根據(jù)流量分類提取業(yè)務的QoS 需求及劃分的QoS優(yōu)先級，以提供區(qū)分性服務、盡可能地保障高優(yōu)先級業(yè)務的QoS為調(diào)節(jié)目 標。對于家庭網(wǎng)絡外部業(yè)務，由QoS映射機制實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡之間QoS參數(shù)的映 射。層間協(xié)作的QoS控制策略的核心控制部分為資源管理機制，主要分配、動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡帶 寬資源，通過與其它各模塊的協(xié)調(diào)實現(xiàn)資源的監(jiān)管、合理調(diào)度和分配，由控制節(jié)點完成。資 源管理機制模塊中的流量監(jiān)控子模塊估算當前網(wǎng)絡狀態(tài)，接納控制子模塊根據(jù)當前網(wǎng)絡狀 態(tài)判斷能否接納申請加入網(wǎng)絡的新業(yè)務，并對拒絕服務的新業(yè)務告知網(wǎng)絡狀態(tài)，作為業(yè)務 層的QoS協(xié)商模塊的調(diào)節(jié)依據(jù)，業(yè)務的QoS參數(shù)調(diào)節(jié)成功后可繼續(xù)申請。資源管理機制的 資源分配子模塊結合終端處理能力為新業(yè)務分配初始帶寬，基于已有業(yè)務站點的MAC層的 隊列調(diào)度反饋動態(tài)優(yōu)化帶寬分配，并根據(jù)需要啟動QoS調(diào)整策略，結合業(yè)務節(jié)點的接收參 數(shù)統(tǒng)計應答反饋，盡可能地保障高優(yōu)先級業(yè)務的QoS。結合MAC機制的需求，為各個業(yè)務分 配下一個MAC周期中的業(yè)務發(fā)送時間，并結合業(yè)務優(yōu)先級指定發(fā)送順序，從而與MAC機制配 合完成共享信道中的多個設備訪問信道的策略控制。通過MAC層、業(yè)務層及層間模塊的協(xié) 作，層間協(xié)作的QoS控制策略合理分配網(wǎng)絡資源，保障開展中的各個業(yè)務的QoS并提供區(qū)分 行服務，從整體上提高網(wǎng)絡的服務性能。本系統(tǒng)中所述的普通節(jié)點是QoS保障系統(tǒng)中的受控設備，為配合實現(xiàn)端到端QoS 保障，其內(nèi)部具有QoS保障機制和相應模塊，包括流量分類、QoS協(xié)商、隊列調(diào)度和介質(zhì)訪 問控制(MAC)機制。本系統(tǒng)中所述的控制節(jié)點，為QoS保障系統(tǒng)的核心控制設備，統(tǒng)一規(guī)劃、控制家庭 中的QoS，其具有普通節(jié)點的全部模塊，此外還有如下功能模塊站點維護處理網(wǎng)絡站點加入、退出申請，維護網(wǎng)絡的站點列表。控制節(jié)點動態(tài)選擇檢測網(wǎng)絡中是否存在運行的主機，在需要時爭當并承擔網(wǎng)絡 主機角色。QoS映射與Internet等接入網(wǎng)的對接時，實現(xiàn)家庭網(wǎng)絡內(nèi)外之間業(yè)務QoS的延續(xù)。業(yè)務接納控制管理業(yè)務的接納，要求對業(yè)務區(qū)分性保證QoS，維護網(wǎng)絡的整體性 能。資源管理維護帶寬管理表BMT，為各業(yè)務站點分配相應的傳輸時間，并生成傳輸 控制令牌；動態(tài)調(diào)整QoS策略并進行傳輸調(diào)度，在資源有限的情況下采用QoS降級策略，首 先降低較低優(yōu)先級業(yè)務的帶寬需求，盡可能地保證高優(yōu)先級業(yè)務的需求。MAC機制中控制MAC周期內(nèi)站點申請加入周期、爭用周期、傳輸周期的切換?？刂乒?jié)點一般由家庭網(wǎng)關來擔任。當家庭網(wǎng)關出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡中沒有控制節(jié)點， 層間協(xié)作的QoS控制、資源管理、MAC機制收發(fā)控制幀等功能將受到影響。當網(wǎng)絡中出現(xiàn)一 定長時間Tftra的信道空閑，應該由控制節(jié)點發(fā)出廣播幀維護狀態(tài)。如果各個節(jié)點檢測到此 時信道上沒有數(shù)據(jù)，并且經(jīng)過閾值Tf一后，仍然沒有控制節(jié)點的廣播幀時，具有控制節(jié)點功 能的設備將廣播聲明擔任控制節(jié)點。聲明成功后，發(fā)送節(jié)點申請加入及退出周期開始幀，網(wǎng) 絡中其他設備發(fā)送申請加入幀。本發(fā)明的優(yōu)點在于，使網(wǎng)絡中業(yè)務的Qos得到實時、有效的保障；同時合理分配網(wǎng) 絡資源，保障開展中的各個業(yè)務的Qos并提供區(qū)分服務，從整體上提高網(wǎng)絡的服務性能。通 過基于業(yè)務區(qū)分及預測機制的混合MAC協(xié)議將業(yè)務對QoS的需求與MAC介質(zhì)接入控制有 機結合在一起，通過針對性應用業(yè)務特征分析提取技術、數(shù)據(jù)傳輸方式切換技術、共享信道 的分配協(xié)議及動態(tài)自適應調(diào)整技術，直接從網(wǎng)絡的底層保證QoS需求高的業(yè)務所需帶寬資 源，相比傳統(tǒng)的資源預留的MAC機制，更加靈活，并隨時保持帶寬在多種QoS需求的業(yè)務中 得到合理的分配及高效的利用。


圖1是本發(fā)明所提出的層間協(xié)作的QoS保障系統(tǒng)構成圖；圖2是本發(fā)明所提出的層間協(xié)作的QoS保障系統(tǒng)業(yè)務接入流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。本發(fā)明所述系統(tǒng)的流量分類模塊采用了流量分類機制，包括業(yè)務流量描述機制和 流量分類機制，用來區(qū)分具有不同QoS需求的網(wǎng)絡流量。流量描述機制根據(jù)流量類型和相 應的參數(shù)(如帶寬、延時、延時抖動、丟包率、峰值速率等)來描述流量。流量分類機制根據(jù) 流量的描述，用業(yè)務的QoS優(yōu)先級及帶寬變化范圍參數(shù)對流量進行分類標識。QoS優(yōu)先級 高的業(yè)務，能夠得到帶寬等性能的優(yōu)先保證(即在網(wǎng)絡不能滿足所有業(yè)務的理想QoS要求 或性能降低時，其QoS優(yōu)先得到保證)，并且該業(yè)務的數(shù)據(jù)能夠優(yōu)先訪問信道。流量描述機 制定義了業(yè)務的QoS需求參數(shù)集A，由業(yè)務依照本機制在發(fā)起時描述，并提供給流量分類模 塊。QoS需求參數(shù)集A包括以下參數(shù)帶寬需求BW、延遲Delay、抖動(延遲變化)Jitter、 丟包率Lr、數(shù)據(jù)重要性Importance、文件大小FileSize、業(yè)務類型ServiceType。流量分類 機制定義了 QoS控制參數(shù)集B，包括以下參數(shù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級Prio，帶寬變化范圍BWmax、BWmin， 延遲Delay，抖動(延遲變化)Jitter。參數(shù)集B根據(jù)流量描述機制定義的業(yè)務的QoS需求 參數(shù)集A運算后獲得，并作為層間協(xié)作QoS控制技術的運行、調(diào)整的控制參數(shù)。
資源管理機制主要分配、動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡帶寬資源，通過與其它各模塊的協(xié)調(diào)實現(xiàn)資源的監(jiān)管、合理調(diào)度和分配。并且隨著業(yè)務加入及信道狀態(tài)的變化，需要對帶寬動態(tài)分配 及調(diào)整。資源管理機制模塊為層間協(xié)作的QoS控制策略控制的核心部分，其中包括流量監(jiān) 控、接納控制、資源分配子模塊。資源管理機制模塊的流量監(jiān)控子模塊為本模塊的基礎及控 制依據(jù)，接納控制子模塊與業(yè)務層的QoS協(xié)商模塊配合控制進入網(wǎng)絡的業(yè)務及流量，資源 分配子模塊分配的帶寬信息將指導MAC層的隊列調(diào)度和混合介質(zhì)訪問控制機制。其中資源 分配策略是資源管理機制的核心模塊，包括帶寬分配策略、基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化和QoS 調(diào)整策略。帶寬分配策略根據(jù)業(yè)務的需求參數(shù)及網(wǎng)絡的當前狀態(tài)，為各個業(yè)務分配初始帶 寬，并與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的策略控制?；诜答伒姆峙?動態(tài)優(yōu)化結合業(yè)務站點的反饋調(diào)整帶寬，達到帶寬分配的動態(tài)調(diào)整，盡可能保證QoS的情 況下節(jié)省帶寬。QoS調(diào)整策略在網(wǎng)絡的資源不足以滿足業(yè)務的當前需求時，降低業(yè)務QoS， 盡可能地保證高優(yōu)先級業(yè)務的需求。QoS協(xié)商機制的功能為，當網(wǎng)絡可用資源不足以接納某一業(yè)務的QoS要求時，QoS 協(xié)商機制用來相應調(diào)節(jié)業(yè)務的QoS參數(shù)，以此來滿足用戶需要。目前已有多種QoS協(xié)商機 制的研究，例如業(yè)務發(fā)送方調(diào)整數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、編碼方式、丟包率等參數(shù)，業(yè)務接收方通過 TCP等傳輸協(xié)議、控制信息等影響發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送速率、編碼方式等。隊列調(diào)度機制用于從多個優(yōu)先級Prio類別的等待傳輸隊列中，依照一定的調(diào)度 規(guī)則選擇合適的數(shù)據(jù)包進行傳送。本文的業(yè)務站點MAC層發(fā)送隊列調(diào)度的原則為MAC層隊列調(diào)度機制為每一個數(shù)據(jù)優(yōu)先級Prio維護一個隊列，業(yè)務數(shù)據(jù)根據(jù)優(yōu)先 級Prio進入相應隊列被調(diào)度。優(yōu)先級Prio高的隊列數(shù)據(jù)優(yōu)先使用信道。同一優(yōu)先級隊列 中，如果有即將達到最大延遲Delay的分組，即Tqueue為滿足Tqueue+Tse e彡Delay的最大值， 則優(yōu)先選擇這樣的分組進行傳輸。其中為分組進入隊列的時長，為家庭網(wǎng)絡為數(shù) 據(jù)服務時間的估計值。高優(yōu)先級隊列被數(shù)據(jù)填滿時，如果低優(yōu)先級隊列有空間，則新到達的 高優(yōu)先級數(shù)據(jù)進入低優(yōu)先級隊列。此時對于低優(yōu)先級隊列，優(yōu)先處理高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)。對 于實時性要求高的業(yè)務類型，當所分配到的帶寬有限，導致出現(xiàn)T_ue+TSCTve > Delay的分組 時，應對這樣的分組進行丟包處理。各個業(yè)務根據(jù)分配的信道使用時間，在規(guī)定的發(fā)送時間 內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果還未到達發(fā)送時間就已經(jīng)完成了本次發(fā)送，則下一個業(yè)務開始發(fā)送。業(yè) 務站點在發(fā)送完畢后，各個優(yōu)先級隊列的已用空間SendBuffused被更新到傳輸令牌幀中并 反饋給控制節(jié)點的資源管理模塊。介質(zhì)訪問控制(MAC)機制用于控制多個節(jié)點對共享信道的訪問，包括競爭和仲裁 機制、信道資源分配。針對業(yè)務的不同數(shù)據(jù)傳輸特性，MAC層面上應能根據(jù)各個業(yè)務的優(yōu)先 級、帶寬分配等參數(shù)，控制業(yè)務按照策略順利開展，為策略提供底層的支撐及保證，為此需 在MAC層采用基于業(yè)務區(qū)分及預測機制的混合MAC協(xié)議，從而保證各種業(yè)務數(shù)據(jù)的高效傳 輸，為業(yè)務QoS提供底層的保障。結合以上所述系統(tǒng)構成及模塊核心功能，本發(fā)明所提出的層間協(xié)作QoS保障機制 的業(yè)務發(fā)起及執(zhí)行流程如下1.有新業(yè)務發(fā)起時，流量分類模塊提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)(包括帶寬、延遲、延 遲抖動、丟包率等)，對流量劃分優(yōu)先級，并輸出攜帶優(yōu)先級分類、帶寬、延遲、丟包率等QoS 參數(shù)的數(shù)據(jù)，從而啟動基于業(yè)務分類的層間協(xié)作的QoS機制。如果是來自家庭網(wǎng)絡外部的業(yè)務，則是通過QoS映射機制，提取外部網(wǎng)絡中定義的QoS參數(shù)，映射為家庭網(wǎng)絡中所需要 的優(yōu)先級分類、帶寬范圍等參數(shù)，從而在家庭網(wǎng)絡中也為其提供相應的QoS保障。2.在MAC層，每個優(yōu)先級都有一個單獨的隊列，各優(yōu)先級數(shù)據(jù)進入對應的隊列內(nèi)， 并由隊列調(diào)度模塊根據(jù)數(shù)據(jù)的延遲、丟包率的參數(shù)需求進行調(diào)度，排在隊首的業(yè)務數(shù)據(jù)才 能申請使用信道傳輸。3. MAC隊列中的隊首業(yè)務申請信道需遵循介質(zhì)訪問控制(MAC)機制，在允許新業(yè) 務爭用信道的周期內(nèi)發(fā)送業(yè)務申請幀，其中包含了業(yè)務的優(yōu)先級、帶寬、延遲、丟包等需求 參數(shù)。4.申請到信道的業(yè)務站點成功發(fā)送業(yè)務申請幀后，控制節(jié)點根據(jù)介質(zhì)訪問控制 (MAC)機制解析出業(yè)務的QoS參數(shù)并提交給資源管理機制模塊。5.資源管理機制模塊管理并定時更新著一個帶寬管理表(BMT)(包含各個業(yè)務的 限制帶寬、緩沖情況及QoS級等信息)，并包括接納控制、流量監(jiān)控、資源分配子模塊。根據(jù) 流量監(jiān)控子模塊估計出的網(wǎng)絡最大可用帶寬，結合網(wǎng)絡中已有業(yè)務的需求，判斷當前網(wǎng)絡 能否滿足業(yè)務的QoS需求參數(shù)，從而做出裁決是否接納新申請業(yè)務。a.如果控制節(jié)點的接納控制子模塊預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬能夠滿足業(yè)務的 最低QoS需求，則接納新業(yè)務的加入，向?qū)军c發(fā)送一個響應幀ACK。接納子模塊將新業(yè)務的參數(shù)添加到帶寬管理表中后，流量監(jiān)控子模塊更新表中的 網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，資源分配子模塊將在下一步驟為新業(yè)務分配帶寬。b.反之，如果接納控制子模塊預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬無法滿足業(yè)務的最低 QoS需求時，接納控制子模塊拒絕接納新業(yè)務，發(fā)送拒絕服務消息NACK，并在消息中告知網(wǎng) 絡的最大可用帶寬。業(yè)務站點收到NACK后，提交給QoS協(xié)商模塊來相應調(diào)節(jié)業(yè)務的QoS參數(shù)(如調(diào)整 數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、編碼方式、丟包率等參數(shù))，如果調(diào)節(jié)成功，則可以繼續(xù)申請信道，流程同a ； 反之，業(yè)務被拒絕服務。6.資源管理機制的資源分配子模塊結合終端處理能力為新業(yè)務分配初始帶寬，基 于已有業(yè)務站點的反饋動態(tài)優(yōu)化帶寬分配，并根據(jù)需要啟動QoS調(diào)整策略。結合MAC機制的 需求，為各個業(yè)務分配下一 MAC周期中的業(yè)務發(fā)送時間，并結合業(yè)務優(yōu)先級指定發(fā)送順序， 從而與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的策略控制。7.網(wǎng)絡中已被接納的業(yè)務根據(jù)控制節(jié)點分配的業(yè)務發(fā)送時間，在收到令牌幀后的 規(guī)定時間內(nèi)，按隊列調(diào)度策略傳輸數(shù)據(jù)。時間到或者提前傳輸完，則在令牌幀中提交隊列調(diào) 度的參數(shù)(已用發(fā)送緩存大小)，并繼續(xù)傳遞令牌。如果出現(xiàn)無法滿足延遲需求的數(shù)據(jù)，隊 列調(diào)度模塊則依據(jù)一定的策略進行丟包處理。8.最后一個站點將令牌傳給控制節(jié)點?？刂乒?jié)點收回令牌后，資源管理機制模塊 的資源分配子模塊解析各個業(yè)務的隊列調(diào)度參數(shù)(已用發(fā)送緩存大小)，更新帶寬管理表 (BMT)，并預測下一時刻各個業(yè)務的帶寬需求情況，根據(jù)預測結果判斷是否需要啟動QoS降 級策略，并分配相應業(yè)務帶寬。最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參 照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方 案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中.
權利要求
一種基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，所述的方法采用MAC層和業(yè)務層跨層的QoS控制策略，該策略結合控制節(jié)點的資源管理機制中的流量監(jiān)控層、接納控制層和資源分配層之間的跨層協(xié)作控制策略，具體步驟包含首先，通過業(yè)務層參數(shù)化Qos提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)集，映射為家庭網(wǎng)絡所需的QoS控制參數(shù)集；然后，資源管理機制結合MAC層的隊列調(diào)度和介質(zhì)訪問控制機制根據(jù)業(yè)務層得到的QoS控制參數(shù)集或者反饋數(shù)據(jù)指導MAC和業(yè)務層面協(xié)作進行QoS保障；其中，所述的資源管理機制的流量監(jiān)控層提供的最大可用帶寬數(shù)據(jù)為控制依據(jù)，依據(jù)該最大可用帶寬數(shù)據(jù)接納控制層與業(yè)務層的QoS協(xié)商配合控制進入網(wǎng)絡的業(yè)務及流量，接納該業(yè)務請求后資源分配層分配的帶寬信息將指導MAC層的隊列調(diào)度和混合介質(zhì)訪問控制機制。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在于，所述的 參數(shù)化Qos的通過流量分類機制實現(xiàn)，該流量分類機制具體包含如下子步驟首先，根據(jù)流量類型和相應的參數(shù)描述流量，并用QoS需求參數(shù)集A進行描述；然后，根據(jù)Qos需求參數(shù)集A運算后得到Qos控制參數(shù)B，所述的Qos控制參數(shù)B用于 層間協(xié)作QoS控制的運行和調(diào)整的控制參數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在于，所述的 QoS需求參數(shù)集A，包括以下參數(shù)帶寬需求BW、延遲Delay、抖動Jitter、丟包率Lr、數(shù)據(jù)重 要性Importance、文件大小FileSize或業(yè)務類型ServiceType ；所述的QoS控制參數(shù)集B，包括以下參數(shù)數(shù)據(jù)優(yōu)先級Prio，帶寬變化范圍BW_ Bffmin,延遲 Delay 或抖動 Jitter。
4.根據(jù)權利根據(jù)權利要求1所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在 于，所述的資源管理機制通過流量監(jiān)控模塊、接納控制模塊和資源分配子模塊協(xié)作實現(xiàn)，包 括帶寬分配步驟、基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化步驟和QoS調(diào)整的步驟；所述的帶寬分配步驟，根據(jù)業(yè)務的需求參數(shù)及網(wǎng)絡的當前狀態(tài)，為各個業(yè)務分配初始 帶寬，并與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的策略控制；所述的基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化步驟，基于反饋的分配動態(tài)優(yōu)化結合業(yè)務站點的反饋 調(diào)整帶寬，達到帶寬分配的動態(tài)調(diào)整；所述的QoS調(diào)整步驟，當網(wǎng)絡的資源不足以滿足業(yè)務的當前需求時，降低業(yè)務QoS需求 參數(shù)，用于保證高優(yōu)先級業(yè)務的需求。
5.根據(jù)權利根據(jù)權利要求1所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在 于，所述的隊列調(diào)度步驟具體包含如下子步驟首先，MAC層隊列調(diào)度機制為每一個數(shù)據(jù)優(yōu)先級Prio維護一個隊列，業(yè)務數(shù)據(jù)根據(jù)優(yōu) 先級Prio進入相應隊列被調(diào)度；然后，優(yōu)先級Prio高的隊列數(shù)據(jù)優(yōu)先使用信道，同一優(yōu)先級隊列中，如果有即將達到 最大延遲Delay的分組，即Tqueue為滿足Tqueue+TSCTve ( Delay的最大值，則優(yōu)先選擇這樣的 分組進行傳輸，其中Tqu_為分組進入隊列的時長，Tserve為家庭網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)服務時間的估計 值；最后，高優(yōu)先級隊列被數(shù)據(jù)填滿時，如果低優(yōu)先級隊列有空間，則新到達的高優(yōu)先級數(shù) 據(jù)進入低優(yōu)先級隊列，此時對于低優(yōu)先級隊列，優(yōu)先處理高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)；對于實時性要求高的業(yè)務類型，當所分配到的帶寬有限，導致出現(xiàn)Tqu_+TSCTre > Delay的分組時，應對這樣 的分組進行丟包處理。
6.根據(jù)權利根據(jù)權利要求1或5所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特 征在于，所述的業(yè)務數(shù)據(jù)，根據(jù)分配的信道使用時間在規(guī)定的發(fā)送時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，業(yè)務站 點在發(fā)送完畢后，各個優(yōu)先級隊列的已用空間SendBUffused被更新到傳輸令牌幀中并反饋 給資源管理機制的流量監(jiān)控模塊。
7.根據(jù)權利根據(jù)權利要求1所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在 于，所述的介質(zhì)訪問控制機制，采用基于業(yè)務區(qū)分及預測機制的混合MAC協(xié)議，該協(xié)議用于 根據(jù)各個業(yè)務的優(yōu)先級或帶寬分配參數(shù)提供底層的支撐及保證。
8.根據(jù)權利要求1、2、3、4、5或7所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特 征在于，針對一次完整的業(yè)務發(fā)起及執(zhí)行所述的層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法步驟如 下1)有新業(yè)務發(fā)起時，流量分類模塊提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)，對流量劃分優(yōu)先級，并輸 出攜帶優(yōu)先級分類、帶寬、延遲、丟包率等QoS參數(shù)的數(shù)據(jù)，從而啟動基于業(yè)務分類的層間 協(xié)作的QoS機制；如果是來自家庭網(wǎng)絡外部的業(yè)務，則是通過QoS映射機制，提取外部網(wǎng)絡 中定義的QoS參數(shù)，映射為家庭網(wǎng)絡中所需要的優(yōu)先級分類、帶寬范圍等參數(shù)，從而在家庭 網(wǎng)絡中也為其提供相應的QoS保障；2)在MAC層，每個優(yōu)先級都有一個單獨的隊列，各優(yōu)先級數(shù)據(jù)進入對應的隊列內(nèi)，并由 隊列調(diào)度模塊根據(jù)數(shù)據(jù)的延遲、丟包率的參數(shù)需求進行調(diào)度，排在隊首的業(yè)務數(shù)據(jù)才能申 請使用信道傳輸；3)MAC隊列中的隊首業(yè)務申請信道需遵循介質(zhì)訪問控制MAC機制，在允許新業(yè)務爭用 信道的周期內(nèi)發(fā)送業(yè)務申請幀，其中包含如下參數(shù)業(yè)務的優(yōu)先級、帶寬、延遲、丟包；4)申請到信道的業(yè)務站點成功發(fā)送業(yè)務申請幀后，控制節(jié)點根據(jù)介質(zhì)訪問控制MAC機 制解析出業(yè)務的QoS參數(shù)并提交給資源管理機制模塊；5)資源管理機制模塊管理并定時更新著一個帶寬管理表BMT，并包括接納控制、流量 監(jiān)控和資源分配子模塊；根據(jù)流量監(jiān)控子模塊估計出的網(wǎng)絡最大可用帶寬，結合網(wǎng)絡中已 有業(yè)務的需求，判斷當前網(wǎng)絡能否滿足業(yè)務的QoS需求參數(shù)，從而做出裁決是否接納新申 請業(yè)務；6)資源管理機制的資源分配子模塊結合終端處理能力為新業(yè)務分配初始帶寬，基于已 有業(yè)務站點的反饋動態(tài)優(yōu)化帶寬分配，并根據(jù)需要啟動QoS調(diào)整策略；結合MAC機制的需 求，為各個業(yè)務分配下一 MAC周期中的業(yè)務發(fā)送時間，并結合業(yè)務優(yōu)先級指定發(fā)送順序，從 而與MAC機制配合完成共享信道中的多個設備訪問信道的控制；7)網(wǎng)絡中已被接納的業(yè)務根據(jù)控制節(jié)點分配的業(yè)務發(fā)送時間，在收到令牌幀后的規(guī)定 時間內(nèi)，按隊列調(diào)度策略傳輸數(shù)據(jù)；時間到或者提前傳輸完，則在令牌幀中提交隊列調(diào)度的 參數(shù)，并繼續(xù)傳遞令牌；如果出現(xiàn)無法滿足延遲需求的數(shù)據(jù)，隊列調(diào)度模塊則依據(jù)一定的策 略進行丟包處理；8)最后一個站點將令牌傳給控制節(jié)點，控制節(jié)點收回令牌后，資源管理機制模塊的資 源分配子模塊解析各個業(yè)務的隊列調(diào)度參數(shù)，更新帶寬管理表BMT，并預測下一時刻各個業(yè) 務的帶寬需求情況，根據(jù)預測結果判斷是否需要啟動QoS降級策略，并分配相應業(yè)務帶寬。
9.根據(jù)權利根據(jù)權利要求8所述的基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，其特征在 于，所述的步驟5)具體包含如下子步驟5-1)如果控制節(jié)點的接納控制層預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬能夠滿足業(yè)務的最低 QoS需求，則接納新業(yè)務的加入同時向?qū)军c發(fā)送一個響應幀ACK ；接納控制層將新業(yè)務的參數(shù)添加到帶寬管理表中后，流量監(jiān)控層更新帶寬管理表中的 網(wǎng)絡狀態(tài)參數(shù)，資源分配層將為新業(yè)務分配初始帶寬；5-2)如果接納控制層預測當前網(wǎng)絡最大可用帶寬無法滿足業(yè)務的最低QoS需求時， 接納控制層拒絕接納新業(yè)務，發(fā)送拒絕服務消息NACK，并在消息中告知網(wǎng)絡的最大可用帶 寬；業(yè)務站點收到NACK后，提交給QoS協(xié)商模塊來相應調(diào)節(jié)業(yè)務的QoS參數(shù)，所述的參數(shù) 包含數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率、編碼方式或丟包率，如果調(diào)節(jié)成功，則可以繼續(xù)申請信道，流程同步驟 5-1)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于層間協(xié)作的家庭網(wǎng)絡QoS保障方法，具體步驟包含首先，通過業(yè)務層參數(shù)化Qos的提取業(yè)務的QoS需求參數(shù)集，映射為家庭網(wǎng)絡所需的QoS控制參數(shù)集；然后，資源管理機制結合MAC層的隊列調(diào)度和介質(zhì)訪問控制機制根據(jù)業(yè)務層得到的QoS控制參數(shù)集或者反饋數(shù)據(jù)指導MAC和業(yè)務層面協(xié)作進行QoS保障；其中，所述的資源管理機制的流量監(jiān)控層提供的最大可用帶寬數(shù)據(jù)為控制依據(jù)，依據(jù)該最大可用帶寬數(shù)據(jù)接納控制層與業(yè)務層的QoS協(xié)商配合控制進入網(wǎng)絡的業(yè)務及流量，接納該業(yè)務請求后資源分配層分配的帶寬信息將指導MAC層的隊列調(diào)度和混合介質(zhì)訪問控制機制。本發(fā)明使網(wǎng)絡中業(yè)務的Qos得到實時、有效的保障。
文檔編號H04L12/56GK101827027SQ20101014455
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2009年12月25日
發(fā)明者倪宏, 孫鵬, 張武, 朱小勇, 王勁林 申請人:中國科學院聲學研究所