CN100452740C - 一种无线局域网中语音通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线局域网中语音通信的方法，属于网络通信技术领域。当新的数据帧到达无线局域网的接入点时，接入点读取其头部的“类型”和“子类型”比特位，对其是否为语音帧进行判断，若不是，则将该数据帧送入发送队列的尾部，若是，则在发送队列中查找是否存在与新到达语音帧的源地址和目的地址相同的语音帧，且其长度不超过预先设定的门限值，若存在，则将新到达的语音帧与该查找到的语音帧合并，等待发送，若不存在，则将新到达的语音帧送入发送队列的尾部。本发明方法的优点是有效降低了开销，增加系统容量，不引入额外的等待时延，减小了平均排队时延，提高语音传输质量。

Description

一种无线局域网中语音通信的方法

技术领域

本发明涉及一种无线局域网中语音通信的方法，属于网络通信技术领域。

背景技术

无线局域网(以下简称WLAN)是利用射频技术进行数据传输的局域网，它是有线局域网的补充与延伸。无线局域网技术有很多标准，且不同的标准有不同的应用，目前比较流行的有IEEE 802.11标准、蓝牙标准(Bluetooth)以及HomeRF标准，其中IEEE 802.11标准最为普遍。IEEE 802.11所规范的无线局域网有两种网络组织形式，即Ad Hoc和Infrastructure。在Ad Hoc组网方式下，无需接入点，所有节点自主对等工作，以点对点的方式进行直接通信；在Infrastructure组网方式下，网络中必须存在一个无线接入点(以下简称AP)，通过AP来实现各无线设备间的通信。AP和无线终端按照基于载波侦听/冲突避免(以下简称CSMA/CA)的分布式协调功能(以下简称DCF)协议来竞争信道，此外，IEEE 802.11中还规定了另一种信道争用机制，即点协调功能(以下简称PCF)，但目前尚无广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提出一种无线局域网中语音通信的方法，通过改进现有的无线局域网接入点设计，使其能够提高无线局域网接入环境下的IP话音(以下简称VoIP)通信容量。为了增加VoIP通信容量，在新的语音帧到达接入点的媒体访问控制子层(以下简称MAC)队列时，将其与已存在的具有相同源地址和目的地址的语音包进行融合，压缩MAC队列；为了在多种业务中区分出VoIP业务，利用IEEE 802.11b MAC帧格式中的保留字段来进行标识。

本发明提出的无线局域网中语音通信的方法，包括以下步骤：

(1)当新的媒体访问控制子层数据帧到达无线局域网的接入点时，接入点读取其头部的“类型”和“子类型”比特位，对其是否为语音帧进行判断，若不是，则将该数据帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部，若是，则进行步骤(2)；

(2)在媒体访问控制子层发送队列中查找是否存在与新到达语音帧的源地址和目的地址相同的语音帧，且其长度不超过预先设定的门限值，若存在，则将新到达的语音帧与该查找到的语音帧合并，等待发送，若不存在，则将新到达的语音帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部。

本发明提出的无线局域网中语音通信的方法，其特点是主要针对Infrastructure组网方式下的语音通信。在无线局域网中有多个终端用户，用户可以通过AP接入网络，以VoIP业务的方式与同一AP下的用户、连接在Internet上的用户、有线电话网(PSTN)用户或是移动通信终端用户进行语音通信。由于信道容量所限，每个AP只能支持一定数量的无线局域网终端用户接入。无论是与同一AP下的其他用户通信，还是与其他网络用户通信，VoIP语音包首先送到AP，然后再由AP进行转发。AP在收到VoIP语音包时，将其与队列中是已存在的相同源地址与目的地址的VoIP语音包按照一定的规则进行合并，压缩AP队列长度，同时有效降低开销，增加系统容量，此方法不引入额外的等待时延，减小了平均排队时延，提高语音传输质量。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明所使用的MAC帧格式示意图。

图3是使用本发明方法的网络系统示意图。

具体实施方式

本发明提出的无线局域网中语音通信的方法，其流程框图如图1所示，当新的媒体访问控制子层数据帧到达无线局域网的无线接入点时，无线接入点读取其头部的“类型”和“子类型”比特位，对其是否为语音帧进行判断。若不是，则将该数据帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部，若是，则在媒体访问控制子层发送队列中查找是否存在与新到达语音帧的源地址和目的地址相同的语音帧，且其长度不超过预先设定的门限值，若存在，则对队列进行压缩，将新到达的语音帧与该查找到的语音帧合并，等待发送，若不存在，则将新到达的语音帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部。

上述方法中，将新到达的语音帧与查找到的语音帧合并的方法，包括以下步骤：

(1)将新到达语音帧中的数据插入到查找到的语音帧中数据域的后部，形成一个新的语音帧；

(2)根据上述新语音帧的数据域的长度修改语音帧头部持续时间字段；

(3)计算修改后的语音帧的帧校验序列，将计算得到的帧校验序列填入修改语音帧头部的相应字段。

以下结合附图，详细介绍本发明的内容。

参见图1，是本发明的无线接入点工作流程图。当有新数据到达时，在进入发送队列前，AP先读取MAC帧头部的“类型”和“子类型”比特位，判断是否语音帧到达。如果是，则在队列中查找是否存在与新到达语音帧源地址和目的地址相同的语音帧；若存在且其长度不超过预先设定的门限值，则执行队列压缩算法，将其与新到达的语音帧合并。合并时，首先将新到达的语音帧的数据域部分插入查找到的语音帧的数据域后部，然后根据新的帧长度和信道速率重新计算帧持续时间和帧校验序列，并修改该语音帧头部的相应字段。在其他所有情况下，新到达的MAC帧均直接进入发送队列。由于MAC帧净荷长度受限(不超过2312字节)，因此在合并前需要检查执行合并后的帧长度是否会超出限制。考虑到其他因素，比如重传开销等，门限值也可设置的稍低一些。

参见图2，是本发明所使用的MAC帧格式示意图。其中，“帧控制”字段长度为2字节，用于标明MAC帧的一些必要控制信息。在“帧控制”字段中用“类型”和“子类型”比特位来标明MAC帧的类型，“类型”为10表示是数据帧，“子类型”为0000表示为普通数据，0001～0111用于PCF协议，1000～1111保留未用。在本发明中，由于信道竞争采用DCF模式，因此增加使用“子类型”为1010表示语音业务，与0000所表示的普通数据业务相区分。

请参见图3，是本发明的网络系统示意图。WLAN终端通过AP接入Internet，普通固定电话与移动电话也可通过VoIP网关与Internet相连，从而形成多种网络的互联互通。通过VoIP技术，同一AP下的WLAN终端之间、WLAN终端与其他终端之间可以进行语音通信。在WLAN中，从终端发往任何目的地的业务都必须先发送到AP，然后由AP进行转发。在下行方向，来自任何业务源的数据都由AP按照IEEE 802.11DCF协议发送。

Claims (3)

1、一种无线局域网中语音通信的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)当新媒体访问控制子层数据帧到达无线局域网的无线接入点时，无线接入点读取其头部的“类型”和“子类型”比特位，对其是否为语音帧进行判断，若不是，则将该数据帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部，若是，则进行步骤(2)；

(2)在媒体访问控制子层发送队列中查找是否存在与新到达语音帧的源地址和目的地址相同的语音帧，且其长度不超过预先设定的门限值，若存在，则将新到达的语音帧与该查找到的语音帧合并，等待发送，若不存在，则将新到达的语音帧送入媒体访问控制子层发送队列的尾部。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的媒体访问控制子层数据帧头部的子类型比特，定义1010为语音帧。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于其中所述的将新到达的语音帧与查找到的语音帧合并的方法，包括以下步骤：

(1)将新到达语音帧中的数据插入到查找到的语音帧中数据域的后部，形成一个新的语音帧；

(2)根据上述新语音帧的数据域的长度修改语音帧头部持续时间字段；

(3)计算修改后的语音帧的帧校验序列，将计算得到的帧校验序列填入修改语音帧头部的相应字段。

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