一塊兒來Fit TDMA over WiFi(3)

4 TDMA調度者

　　TDMA調度者爲Fit-TDMA的決策功能體，屬於新開發功能模塊，分調度員和被調度者2種角色，其中前者運行在AP等匯聚設備上，後者運行在CPE等接入類設備上；後者必須與前者配合才能工做，而前者能夠無需後者獨立運行。

　　TDMA調度者適宜做爲UMAC模塊的的一個子功能，LMAC層經過sc的函數指針調用TDMA功能。這樣實現能夠簡化難度、提升能效，同時也不破壞現有的驅動架構。

4.1  狀態機

　　TDMA調度功能須要保存各終端或本身的當前狀態，不一樣狀態偵聽不一樣的事件，能夠執行不一樣的行爲，所以，須要引入FSM機制。具體的，AP側的FSM描述以下：

　　一共有3種狀態：等待、活動和下線狀態。等待狀態的終端，能夠別調度到活動狀態，從而容許將報文發送到該終端；同時，活動狀態的終端在不一樣事件後，可變動爲等待狀態或下線狀態。處於下線狀態的終端，不會被調度。下線狀態主要用於LMAC層直接丟棄報文、以及TDMA調度模塊無需頻繁刪除和生產終端節點。

　　CPE端的狀態機描述以下：

　　一樣地，CPE側也包含3種狀態：等待、活動和下線狀態。顯然地，只有處於活動狀態，CPE才能向AP發送數據報文；在轉換爲離線狀態後，LMAC層能夠將預期發送次數超過閾值的數據報文丟棄掉，也能夠將所有數據報文都直接丟棄。

4.2 核心數據結構

        TDMA調度員和被調度者的核心數據結構是不區分的，具體描述以下：

　　TDMA的核心就是發送調度，所以調度相關的邏輯結構是最核心的數據結構。在Fit TDMA中，調度鏈共有5級，其中1級爲基礎數據級，STA的信息均包含在此鏈上，爲了提升增刪效率，採用雙向鏈結構；第2級到第5級鏈的節點均包含了指向基數數據的指針，採用單向鏈結構，由於針對此類鏈的變動操做不是特別頻繁。調度時，針對每一個調度鏈，均是從頭調度到尾，而後在從更高一級的鏈頭開始調度；在L5鏈調度完畢後，再轉Sta鏈頭。這樣可實現：全部節點均能被調度到，且發送速率更快的節點，能夠得到更多的調度機會。Hash表主要用於查找，查找功能用得很是多，而鏈表的查找效率低，因此增長HASH表來提高查找速率。LMAC在ath_txq_schedule中須要查詢報文目的節點的狀態、在數據報文發送成功後更新該節點的發送速率等，均用到了查詢。

　　關於定時器，AP端和CPE端是不一樣的，AP端只有一個主定時時間間隔，就是爲全部的終端一次調度，均分配4ms時間片，超過此時間片後，定時操做函數會當即調度下一個終端；而CPE的定時時間間隔至少有2個，長時間和短期。長時間用於等待狀態，由於沒法預知活動令牌指示什麼時候到達、或者就是活動令牌指示會未收到但又收到了AP的數據報文，因此，在等待狀態下，還須要定時來觸發檢測工做；短期週期主要用於活動態，它的主要做用就是向AP發送返回令牌，同時讓本身進入等待狀態。

 5 Fit TDMA效果

　　在開放環境下，基於QCA9342  HT20模式，每終端跑4條流，啓用Fit TDMA功能後，ping 包時延會由1ms增長到5ms左右，單臺CPE或網卡的吞吐量依舊是93Mbps左右，上下行差距不到1M；2臺終端時，吞吐量與1臺終端相同；10臺終端時，總吞吐量下降到90Mpbs；20臺終端時，總吞吐量下降到88Mbps；32臺終端時，總吞吐量下降到84Mbps左右。而若是關閉Fit TDMA功能後，32臺終端的總吞吐量不超過75Mbps。所以，啓用Fit TDMA在多用戶場景下確實有明顯地效果。

　　進一步地，人工造異常，在10臺終端模式下，讓其中的2臺終端摘去天線，並用金屬板蓋住，但同時又保證它能有1-2M的流量。此時，其它8臺終端的流量還能各自維持在8.5M左右，不會越跑越慢；而一旦關閉Fit TDMA，則總體吞吐量會愈來愈慢，低速終端拖慢全局流量效果很是明顯。

6 其它

　　在ath_txq_schedule以及HASH查詢中，每增長一條printk打印，ping包時延會增長2-3ms，故在調試完畢後，請當即關閉此類打印；ah_txq_schedule是帶鎖運行的，不要在類函數中調用其餘帶鎖運行的函數，除非你能確認不會死鎖；最好不要在現有發送流程中再次增長鬚要調度的報文。

　　CPE在啓用Fit TDMA後，未收到AP的活動令牌通知消息時，是不能向AP發送數據報文的。故最好遵循：1）AP側將新節點插入到活動調度指針的後邊，這樣保證它會被當即調度，從而能加快DHCP過程；2）CPE側在確認對端AP是支持Fit TDMA後，纔是能TDMA。

　　在安全性上，爲了防止惡意第3方，AP的Fit TDMA支持信元應與AP和CPE的MAC地址相關，CPE在收到該信元后，基於AP和CPE的MAC地址，利用一樣的算法，確認信元真實可靠，才能開啓Fit TDMA。