專(zhuān)利名稱(chēng)：鏈路適配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將傳輸參數(shù)適配傳輸信道的當(dāng)前質(zhì)量的一種裝置和方法。更具體地，本發(fā)明允許將可變數(shù)據(jù)率或者分組長(zhǎng)度或者兩者適配無(wú)線局域網(wǎng)中的信道條件。
背景技術(shù)：
無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)已經(jīng)設(shè)計(jì)用于數(shù)據(jù)通信并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)中廣泛的接受和增殖。兩個(gè)無(wú)線寬帶LAN(WLAN)在5GHz段標(biāo)準(zhǔn)化，即IEEE802.11a和ETSI HIPERLAN/2。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物理層非常類(lèi)似它們都使用稱(chēng)為“正交頻分復(fù)用(OFDM)”的調(diào)制技術(shù)，并且可提供達(dá)8個(gè)不同傳輸模式，數(shù)據(jù)率范圍從6Mbps到54Mbps。此多速率能力使WLAN站能夠選擇最適于當(dāng)前無(wú)線信道質(zhì)量的傳輸模式，以達(dá)到最佳性能。
一般地，傳輸率的適應(yīng)性調(diào)整的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)使接收器估計(jì)信道鏈路質(zhì)量、從此估計(jì)得出要在未來(lái)傳輸中使用的速率、并且將該信息發(fā)送回發(fā)送器。有效率的鏈路適配機(jī)制的主要問(wèn)題是確定要用于鏈路質(zhì)量估計(jì)的參數(shù)，例如分組錯(cuò)誤率、信噪比、接收信號(hào)強(qiáng)度、載波對(duì)干擾的比等，如何測(cè)量它們以及如何從該測(cè)量結(jié)果選擇適當(dāng)速率。
在HIPERLAN/2中，存取點(diǎn)(AP)的責(zé)任是對(duì)下行和上行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)選擇任一可用PHY(物理層)模式。移動(dòng)終端(MT)持續(xù)測(cè)量下行鏈路的質(zhì)量，并且給AP建議適當(dāng)?shù)南滦墟溌穫鬏斅?。?duì)于上行鏈路，AP自身進(jìn)行鏈路質(zhì)量估計(jì)。然而，標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定鏈路質(zhì)量估計(jì)和相應(yīng)的傳輸模式選擇如何進(jìn)行。S.Simoens和D.Bartolomé在其文章“Optimum performance of linkadaptation in HIPERLAN/2 Networks”，VTC 2001中描述了一種方法，用于估計(jì)SNIR(信號(hào)對(duì)噪聲加干擾的比)，并且根據(jù)該估計(jì)確定會(huì)最大化HIPERLAN/2網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的傳輸率。類(lèi)似地，Z.Lin，G.Malmgren和J.Torsner在其文章“System Performance Analysis of Link Adaptation in HiperLANType2”，VTC Fall 2000中研究了在使用C/I(載波對(duì)干擾的比)作為鏈路質(zhì)量參數(shù)時(shí)HIPERLAN/2的鏈路適配的性能。
標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11僅僅規(guī)定對(duì)哪類(lèi)MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制層)幀允許哪個(gè)傳輸率，而非如何和何時(shí)在允許的速率之間切換。而且，沒(méi)有規(guī)定會(huì)允許接收器通知發(fā)送器關(guān)于通信信道質(zhì)量或者要使用的速率的信令機(jī)制。發(fā)送器可在任何時(shí)間在兩個(gè)連續(xù)的分組之間而非屬于同一分組的MAC幀序列的中間改變速率。傳輸MAC幀的速率在物理層的頭(所謂PLCP頭)中編碼，其在由所有站支持的固定速率(在IEEE 802.11a情形是6Mpbs)發(fā)送。因此，在已經(jīng)成功解碼PLCP頭后，接收器切換到指示的速率以接收MAC幀。
雖然IEEE 802.11 WLAN正在變得越來(lái)越流行，但很少發(fā)布有關(guān)可應(yīng)用于那些網(wǎng)絡(luò)的速率適配技術(shù)。A.Kamerman和L.Montean在“WaveLAN-IIAHigh-Performance Wireless LAN for the Unlicensed Band”，Bell Labs TechnicalJournal，Summer 1997，pp.118-133中描述了用于Lucent’s WaveLAN-II設(shè)備中的方法。它基本上是一種用于在兩個(gè)傳輸率之間切換的自動(dòng)方法，其中將高者作為默認(rèn)工作速率。該設(shè)備在兩個(gè)連續(xù)傳輸錯(cuò)誤后自動(dòng)切換到低速率，并且在10個(gè)成功的傳輸后或者超時(shí)后返回高速率。
如上所述，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定在多速率PHY層的情形應(yīng)該如何執(zhí)行速率切換。它僅僅規(guī)定了必須使用哪個(gè)速率發(fā)送哪個(gè)MAC幀。它甚至沒(méi)有提供任何協(xié)議手段用于接收器通知發(fā)送器關(guān)于實(shí)際鏈路質(zhì)量或者要使用的傳輸率。這就是G.Holland等在“A Rate-Adaptive MAC Protocol forMulti-Hop Wireless Networks”，ACM/IEEE International Conference on MobileComputing and Networking(MOBICOM’01)Rome，Italy，July 2001中描述的鏈路適配方法不能應(yīng)用于當(dāng)前IEEE 802.11 WLAN的原因，因?yàn)樗腔诮邮掌鞔_定鏈路質(zhì)量并且請(qǐng)求發(fā)送器切換到更適當(dāng)速率的原理的。
從以上得出，本領(lǐng)域中仍然存在一種對(duì)改進(jìn)的和有效率的鏈路適配方法的需要。而且，僅僅在發(fā)送器側(cè)可用的信息應(yīng)該足夠來(lái)猜測(cè)實(shí)際鏈路質(zhì)量是否提高或者惡化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)中的傳輸參數(shù)適配于數(shù)據(jù)通信信道的當(dāng)前鏈路質(zhì)量的方法。依據(jù)成功傳輸數(shù)s，適配的傳輸參數(shù)由發(fā)送節(jié)點(diǎn)從一組傳輸參數(shù)選擇。成功傳輸?shù)臄?shù)量s在發(fā)送節(jié)點(diǎn)中與對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的第一狀態(tài)的第一值s1以及對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的第二狀態(tài)的第二值s2的一個(gè)比較。該方法在發(fā)送節(jié)點(diǎn)中包括步驟(a)計(jì)數(shù)成功傳輸?shù)臄?shù)量s；(b)選擇適配的傳輸參數(shù)來(lái)(b1)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)是在第一狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第一值s1的成功傳輸?shù)臄?shù)量s，以及(b2)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)是在第二狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第二值s2的成功傳輸?shù)臄?shù)量s；以及依據(jù)后面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之一中操作發(fā)送節(jié)點(diǎn)。第一值s1下文也稱(chēng)為第一閾值s1，而第二值s2下文也稱(chēng)為第二閾值s2。
優(yōu)選地，第二閾值s2大于第一閾值s1，因?yàn)槟菚r(shí)第一狀態(tài)可對(duì)應(yīng)迅速變化的質(zhì)量的鏈路，而第二狀態(tài)可對(duì)應(yīng)緩慢變化的質(zhì)量的鏈路。
在實(shí)施例中，該方法可用于將可變數(shù)據(jù)率適配鏈路質(zhì)量，從而支持多個(gè)傳輸率。也計(jì)劃下一步切換到適配的傳輸參數(shù)的步驟(b)中選擇適配的傳輸參數(shù)包括切換到不同數(shù)據(jù)率。這允許將可變數(shù)據(jù)率適配當(dāng)前信道條件。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，選擇適配的傳輸參數(shù)的步驟還可包括從幾個(gè)數(shù)據(jù)率選擇比較高的數(shù)據(jù)率。還可使用不同于以前使用的長(zhǎng)度的分組長(zhǎng)度。而且，可組合可變數(shù)據(jù)率、不同分組長(zhǎng)度或者其它參數(shù)。這顯示了幾個(gè)傳輸參數(shù)可適配各自信道條件的優(yōu)點(diǎn)。
在第二狀態(tài)中操作發(fā)送節(jié)點(diǎn)的步驟還包括在失敗傳輸?shù)那樾无D(zhuǎn)換到第一狀態(tài)。這具有其可從第二狀態(tài)直接切換到第一狀態(tài)從而應(yīng)對(duì)迅速變化的信道條件的優(yōu)點(diǎn)。
將第一閾值s1設(shè)置為3以及第二閾值s2設(shè)置為10產(chǎn)生在時(shí)變信道中優(yōu)異的性能。
該方法還可包括在失敗傳輸數(shù)量的閾值fT，計(jì)數(shù)失敗傳輸數(shù)量f并且選擇適配的傳輸參數(shù)。這具有還考慮失敗傳輸并且可相應(yīng)應(yīng)用合適的反應(yīng)、例如降低數(shù)據(jù)率的優(yōu)點(diǎn)。換言之，其可意味著例如在一個(gè)失敗傳輸后立即切換到比較低的數(shù)據(jù)率。
設(shè)置失敗傳輸?shù)臄?shù)量的閾值fT為1產(chǎn)生期望的結(jié)果。
該方法還可包括選擇由響應(yīng)節(jié)點(diǎn)(也稱(chēng)為響應(yīng)接收器或站)使用的傳輸參數(shù)。例如，考慮由該站使用的數(shù)據(jù)率。這允許對(duì)進(jìn)一步的通信立即使用該速率，并且可如下進(jìn)行。在發(fā)送節(jié)點(diǎn)或站(也稱(chēng)為發(fā)送器)從對(duì)等站即接收器正確接收幀時(shí)，其檢查該幀是否以不同于其當(dāng)前用于發(fā)送該幀到那個(gè)站的數(shù)據(jù)率的速率發(fā)送。如果是此情況，發(fā)送器可更新其傳輸率為對(duì)等站使用的傳輸率。在優(yōu)選實(shí)施例中，如果對(duì)等站使用的傳輸率較高，僅僅發(fā)送器更新。
該方法基本上提供一種動(dòng)態(tài)鏈路適配機(jī)制，其可以兼容當(dāng)前IEEE 802.11MAC規(guī)范的方式實(shí)現(xiàn)。使用該機(jī)制，IEEE 802.11兼容發(fā)送器能夠檢測(cè)到某目的地的鏈路質(zhì)量是在提高還是在降低，并且根據(jù)此信息選擇并分別切換到適配的傳輸率。
一般地，鏈路適配機(jī)制利用以下事實(shí)發(fā)送器不將對(duì)發(fā)送到某接收器的數(shù)據(jù)幀的ACK(確認(rèn))接收為到該接收器的鏈路質(zhì)量已經(jīng)惡化并且因此例如比較低的傳輸率應(yīng)該用于后來(lái)到該接收器的傳輸?shù)闹笜?biāo)(indicator)。另一方面，如果該發(fā)送器成功發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)幀到某接收器，那么它假定鏈路質(zhì)量已經(jīng)提高并且因此例如比較高的速率應(yīng)該用于后來(lái)的傳輸。
有益地，該機(jī)制僅僅利用在發(fā)送器側(cè)可用的信息來(lái)確定實(shí)際鏈路質(zhì)量在提高還是在惡化，從而首先不要求反饋信道的可用性，其次保持符合標(biāo)準(zhǔn)。這可通過(guò)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)層中定義的所謂錯(cuò)誤恢復(fù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
上述鏈路適配方法可通過(guò)使發(fā)送器對(duì)某目的MAC地址維護(hù)兩個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，一個(gè)計(jì)數(shù)器用于成功傳輸而一個(gè)計(jì)數(shù)器用于失敗傳輸。如果成功傳輸幀，成功計(jì)數(shù)器增加1而失敗計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為0；類(lèi)似地，如果傳輸失敗，那么失敗計(jì)數(shù)器增加1而成功計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為0。如果失敗計(jì)數(shù)器達(dá)到某閾值fT，那么對(duì)應(yīng)的目的地的傳輸率降低而失敗計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為0。類(lèi)似地，如果成功計(jì)數(shù)器達(dá)到某閾值sT，即第一閾值s1或者第二閾值s2，那么例如提高傳輸率并且成功計(jì)數(shù)器重新設(shè)置為0。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于使傳輸參數(shù)適配于數(shù)據(jù)通信信道的當(dāng)前鏈路質(zhì)量的設(shè)備。適配的傳輸參數(shù)依據(jù)成功傳輸數(shù)s從一組傳輸參數(shù)選擇。成功傳輸數(shù)量s與對(duì)應(yīng)設(shè)備的第一狀態(tài)的第一閾值s1或者對(duì)應(yīng)設(shè)備的第二狀態(tài)的第二閾值s2比較。該設(shè)備包括用于計(jì)數(shù)成功傳輸數(shù)的成功計(jì)數(shù)器。該設(shè)備還包括選擇單元，用于選擇適配的傳輸參數(shù)來(lái)在設(shè)備在第一狀態(tài)中時(shí)，響應(yīng)等于或超出第一閾值s1的成功傳輸?shù)臄?shù)量s，以及在設(shè)備在第二狀態(tài)中時(shí)，響應(yīng)等于或超出第二閾值s2的成功傳輸?shù)臄?shù)量s。而且，該設(shè)備包括確定單元14，其依據(jù)后面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，通知選擇單元12以在第一狀態(tài)或者第二狀態(tài)中操作。
此外，該設(shè)備可包括用于計(jì)數(shù)失敗傳輸?shù)臄?shù)量的失敗計(jì)數(shù)器，其允許對(duì)傳輸失敗立即反應(yīng)。


下面僅僅通過(guò)舉例，參照下面的示意圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1顯示具有發(fā)送站和接收站的通信環(huán)境的示意圖解。
圖2顯示適用于發(fā)送站的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的示意圖解。
圖3顯示時(shí)變信道中IEEE 802.11a性能的示意圖解。
附圖僅供用于舉例說(shuō)明目的，不必然表示本發(fā)明用于定標(biāo)(scale)的實(shí)際例子。
具體實(shí)施例方式
雖然本發(fā)明適用于廣泛的傳輸應(yīng)用，但其描述將集中于對(duì)無(wú)線系統(tǒng)即無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的應(yīng)用，如用于WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11a和HIPERLAN/2中，使用正交頻分復(fù)用(OFDM)。在說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例前，闡述根據(jù)本發(fā)明的一些基礎(chǔ)。
由于本發(fā)明利用在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)層中定義的所謂錯(cuò)誤恢復(fù)程序，所以下面更詳細(xì)地描述該錯(cuò)誤恢復(fù)程序。
IEEE 802.11基本訪問(wèn)程序是基于用于以太網(wǎng)LAN(局域網(wǎng))的已知的載波偵聽(tīng)多個(gè)訪問(wèn)(CSMA)方法。具有待處理的數(shù)據(jù)分組的站必須在其能發(fā)送前偵聽(tīng)無(wú)線介質(zhì)的狀態(tài)。如果介質(zhì)比預(yù)定時(shí)間間隔空閑更久，那么它可進(jìn)行傳輸。否則它首先等待直到介質(zhì)變?yōu)榭臻e，然后在它試圖發(fā)送前產(chǎn)生隨機(jī)后退(backoff)時(shí)間以使與其它站沖突的幾率最小化。通過(guò)包括32位循環(huán)冗余校驗(yàn)和(CRC)的幀檢查序列(FCS)字段以及簡(jiǎn)單的發(fā)送和等待的自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)機(jī)制，保護(hù)MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)幀避免錯(cuò)誤(由于傳輸錯(cuò)誤或沖突)。如果MAC幀的接收器檢測(cè)到CRC錯(cuò)誤，則放棄該幀。否則，如果MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)幀不包括CRC錯(cuò)誤，那么接收器等待短的預(yù)定的SISF(Short Inter-Frame Space，短的幀間間隔)時(shí)間，并且發(fā)送回ACK(確認(rèn))幀到發(fā)送器。如果發(fā)送器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有接收ACK幀，它就假設(shè)發(fā)送幀被干擾并且將在隨機(jī)后退時(shí)間后重新發(fā)送幀。重復(fù)程序直到發(fā)送器從接收器接收了ACK幀，或到達(dá)最大的生存時(shí)間或重試的最大數(shù)。
一般地，本鏈路適配機(jī)制的性能和效率取決于成功傳輸s和失敗傳輸f數(shù)量的閾值。成功傳輸考慮為接收ACK幀。在到期時(shí)間未接收ACK幀的事件，假定為失敗傳輸。具體地，對(duì)于成功傳輸?shù)臄?shù)量s，由對(duì)應(yīng)第一狀態(tài)H的第一閾值s1或者對(duì)應(yīng)第二狀態(tài)L的第二閾值s2表示成功閾值sT。對(duì)于失敗傳輸f的數(shù)量設(shè)置失敗閾值fT。以下考慮這些值的影響。
通過(guò)失敗傳輸f的數(shù)量的失敗閾值fT，我們能控制發(fā)送器應(yīng)逗留多長(zhǎng)，例如，在它能假定鏈路質(zhì)量降級(jí)而使得它應(yīng)該切換到較低速率前的某速率。特別是在鏈路質(zhì)量迅速降級(jí)時(shí)，失敗閾值fT的高值可負(fù)面地影響性能。各種模擬運(yùn)行已顯示用于失敗閾值fT的好值是一，即無(wú)論鏈路質(zhì)量在多么快地變化，發(fā)送器在傳輸失敗后應(yīng)立即切換到較低速率。甚至在質(zhì)量非常慢或根本不改變時(shí)，由以下事實(shí)解釋這樣的保守反應(yīng)的效率，特別是在信道的質(zhì)量真正已惡化時(shí)，在較低速率的傳輸總是具有更高的成功機(jī)會(huì)。
可與第一閾值s1或第二閾值s2相等的成功閾值sT，定義發(fā)送器在其能假定鏈路質(zhì)量已提高而使它應(yīng)當(dāng)例如切換到下一更高數(shù)據(jù)速率前應(yīng)實(shí)現(xiàn)的成功傳輸s的最大數(shù)量。模擬結(jié)果顯示鏈路適配機(jī)制的效率對(duì)成功閾值sT的值以及因此對(duì)其第一閾值s1和其第二閾值s2敏感。參照?qǐng)D3，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的吞吐量可表示為所謂的多普勒擴(kuò)展的函數(shù)，其定義為信道條件正在改變的最大頻率。低多普勒擴(kuò)展值對(duì)應(yīng)緩慢改變質(zhì)量的鏈路而高多普勒擴(kuò)展值對(duì)應(yīng)迅速改變質(zhì)量的鏈路。在鏈路質(zhì)量緩慢改變時(shí)，用于成功閾值ST的大的值產(chǎn)生更好的吞吐量性能。然而，已認(rèn)識(shí)到使用成功閾值ST的大值，發(fā)送器對(duì)鏈路質(zhì)量的迅速提高反應(yīng)不夠迅速。發(fā)送器仍然處于低傳輸率，雖然鏈路質(zhì)量已經(jīng)允許使用更高速率。
參照?qǐng)D1，描述通信系統(tǒng)8的總布局，其中可使用將在發(fā)送節(jié)點(diǎn)1中的傳輸參數(shù)適配數(shù)據(jù)通信信道7的當(dāng)前鏈路質(zhì)量。如圖1中所示，信號(hào)可經(jīng)由信道7發(fā)送。通常，信號(hào)包括一個(gè)幀或幾個(gè)幀。本實(shí)施例涉及支持具有可變數(shù)據(jù)速率即6Mbit/s到54Mbit/s的5GHz頻帶中的正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸方案的IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)。圖1顯示發(fā)送節(jié)點(diǎn)1，以下稱(chēng)為發(fā)送器1；以及接收或響應(yīng)節(jié)點(diǎn)2，以下稱(chēng)為接收器2。發(fā)送器1位于第一位置，而接收器2位于第二位置。多個(gè)接收器2可安排在WLAN內(nèi)(未顯示)。發(fā)送器1包括第一發(fā)送天線3，在其上發(fā)送以下稱(chēng)發(fā)送信號(hào)的信號(hào)；以及第一接收天線4，使用其ACK(確認(rèn))信號(hào)而且進(jìn)一步的數(shù)據(jù)是可接收的。兩天線3和4也可形成一單元。發(fā)送器1包括連接到選擇單元12的成功計(jì)數(shù)器10，其還連接到?jīng)Q定單元14。發(fā)送器1還包括失敗計(jì)數(shù)器(未顯示)，其可與成功計(jì)數(shù)器10組合。無(wú)論何時(shí)一個(gè)ACK(確認(rèn))信號(hào)經(jīng)由第一接收天線4接收，成功計(jì)數(shù)器10計(jì)數(shù)成功傳輸?shù)臄?shù)量s，因?yàn)槟菚r(shí)發(fā)送信號(hào)由接收器2接收并且確認(rèn)。選擇單元12得到來(lái)自成功計(jì)數(shù)器10的成功傳輸?shù)臄?shù)量s并且因此切換到適配的傳輸參數(shù)，如以下更詳細(xì)描述地。適配的傳輸參數(shù)可以是不同的數(shù)據(jù)速率、分組長(zhǎng)度或其結(jié)合?？商峁┎⑶沂褂靡唤M多個(gè)不同傳輸參數(shù)。依據(jù)記載選擇單元12應(yīng)當(dāng)用于其進(jìn)一步處理的后來(lái)或隨后的傳輸?shù)慕Y(jié)果，決定單元14通知選擇單元12。選擇單元12和決定單元14可形成一體。參照?qǐng)D2，更詳細(xì)描述在選擇單元12中的工作方法。
接收器2包括第二接收天線5，使用其接收提到的發(fā)送信號(hào)或數(shù)據(jù)。如果已接收有效數(shù)據(jù)，第二發(fā)送天線6用于發(fā)出ACK(確認(rèn))信號(hào)。
圖2顯示指示適用于選擇單元12中的發(fā)送器1的機(jī)制的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的示意圖解。該機(jī)制允許定性估計(jì)鏈路質(zhì)量的變化速度，并且允許在用H標(biāo)記、其對(duì)應(yīng)第一狀態(tài)、也稱(chēng)為第一閾值s1的第一值s1與用L標(biāo)記、其對(duì)應(yīng)第二狀態(tài)、也稱(chēng)為第二閾值s2的第二值s2之間動(dòng)態(tài)切換，其中s1＜s2，這取決于值是處于高的多普勒擴(kuò)展值即描述顯示在左手側(cè)的具有s1的第一狀態(tài)H的區(qū)域內(nèi)，還是處于低的擴(kuò)展值即顯示在右手側(cè)的具有s2的第二狀態(tài)L的區(qū)域內(nèi)。在圖2中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖指示3個(gè)狀態(tài)第一狀態(tài)H、第二狀態(tài)L和中間狀態(tài)，用“ACK？”標(biāo)記并且在第一和第二狀態(tài)H和L上的中間顯示。各狀態(tài)經(jīng)由代表從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換或保持在一個(gè)狀態(tài)的箭頭連接。由此標(biāo)記各轉(zhuǎn)換條件并且表達(dá)如下失敗s＝0，f+，并且若f≥fT，那么降低速率并且f＝0意味著在傳輸失敗時(shí)設(shè)置成功計(jì)數(shù)器10為零，增加失敗計(jì)數(shù)器并且在失敗傳輸f的數(shù)量至少等于失敗傳輸?shù)臄?shù)量的閾值fT時(shí)，那么減少數(shù)據(jù)速率并且設(shè)置失敗計(jì)數(shù)器為零，或者成功s+，f＝0，并且若在狀態(tài)Hs≥s1或在狀態(tài)Ls≥s2，那么提高速率并且s＝0意味著在傳輸成功時(shí)增加計(jì)數(shù)器10，設(shè)置失敗計(jì)數(shù)器為零，以及在第一狀態(tài)H中成功傳輸s的數(shù)量等于或大于第一閾值s1或在第二狀態(tài)L中成功傳輸s的數(shù)量等于或大于第二閾值s2，那么增加數(shù)據(jù)速率并且設(shè)置成功計(jì)數(shù)器為零。
粗箭頭線指示切換到適配的傳輸參數(shù)，例如更高的數(shù)據(jù)速率。
在優(yōu)選實(shí)施例中，第一閾值s1等于3，第二閾值s2等于10，以及失敗傳輸?shù)臄?shù)量的閾值fT等于1。
該機(jī)制如下運(yùn)行。如果成功傳輸s的數(shù)量至少等于第一閾值s1或第二閾值s2，那么進(jìn)行選擇和切換到適配的傳輸參數(shù)，例如更高的數(shù)據(jù)速率，以及轉(zhuǎn)換到中間狀態(tài)“ACK？”。在中間狀態(tài)“ACK？”其中等待下一次傳輸?shù)慕Y(jié)果。依據(jù)下一次傳輸?shù)慕Y(jié)果，使用第一狀態(tài)H或者第二狀態(tài)L。
如果下一次傳輸成功，那么可假定信道7的鏈路質(zhì)量正迅速提高，即高普勒擴(kuò)展。因此，其移動(dòng)到第一狀態(tài)H并且設(shè)置成功閾值sT等于小的第一閾值s1，以便對(duì)改變的鏈路質(zhì)量迅速反應(yīng)。
然而，如果下一次傳輸失敗，那么它假定信道7的鏈路質(zhì)量或者正緩慢變化或者根本不變，即低的多普勒擴(kuò)展，以及切換到更高速率的以前的決定是不成熟的。結(jié)果，其移動(dòng)到第二狀態(tài)L并且設(shè)置成功閾值sT等于更高的第二閾值s2。
如果在第一狀態(tài)H中發(fā)生失敗傳輸，保持第一狀態(tài)H并且成功閾值sT保持等于如在圖中所示的s1。然而，如果在第二狀態(tài)L中發(fā)生失敗傳輸，其移動(dòng)到第一狀態(tài)H并且成功閾值sT變成第一閾值s1。
圖3顯示時(shí)變信道中IEEE 802.11a WLAN的吞吐量性能的示意圖解。更詳細(xì)地，該圖解指示點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的吞吐量，作為在成功傳輸?shù)臄?shù)量的閾值sT的不同值處的多普勒擴(kuò)展的函數(shù)。兩發(fā)送節(jié)點(diǎn)位置分開(kāi)25m并且都具有相同的10dBm的傳輸功率。考慮具有Rayleigh衰落的頻率平坦信道。對(duì)應(yīng)發(fā)送器完全了解信道的理想化系統(tǒng)的最佳曲線如粗黑線顯示，并且運(yùn)行在大約22Mbps。另一接近直線的曲線在大約17Mbps，指示36Mbps的固定的傳輸速率，其是在沒(méi)有速率適配下實(shí)現(xiàn)的最好結(jié)果的傳輸速率。使用sT＝10和fT＝1指示第一簡(jiǎn)單適配機(jī)制的虛線顯示在高多普勒擴(kuò)展處的迅速的吞吐量降級(jí)。使用s1、s2和fT＝1指示其考慮更高和更低的多普勒擴(kuò)展的適配鏈路機(jī)制的虛線顯示比使用sT＝3和fT＝1指示更關(guān)注更高多普勒擴(kuò)展的第二簡(jiǎn)單適配機(jī)制的虛線具有更好的性能。點(diǎn)線指示在適配機(jī)制附加使用來(lái)自遠(yuǎn)程站或接收器的接收的分組的數(shù)據(jù)速率時(shí)可實(shí)現(xiàn)的吞吐量。低的多普勒擴(kuò)展值對(duì)應(yīng)緩慢變化的質(zhì)量的鏈路，而高的多普勒擴(kuò)展值對(duì)應(yīng)迅速變化的質(zhì)量的鏈路。失敗傳輸?shù)臄?shù)量的閾值fT對(duì)所有有關(guān)性能曲線設(shè)置為1。在鏈路質(zhì)量緩慢變化時(shí)，sT的大值產(chǎn)生更好的吞吐量性能，見(jiàn)例如用于sT＝10的曲線；然而，性能最增加的多普勒擴(kuò)展迅速降級(jí)。使用用于sT的大值，該機(jī)制對(duì)鏈路質(zhì)量的迅速提高未有足夠迅速的反應(yīng)。盡管鏈路的質(zhì)量已允許使用更高的速率，但發(fā)送器仍在低的傳輸速率。
用于成功閾值sT的小值確實(shí)在更高的多普勒擴(kuò)展值提高吞吐量，然而它在低的多普勒擴(kuò)展值經(jīng)受性能降級(jí)，見(jiàn)例如用于sT＝3的曲線。由于信道的質(zhì)量在非常緩慢地變化或根本不變，所以通過(guò)sT＝3發(fā)送器過(guò)早切換到更高的速率并且因此過(guò)于經(jīng)常地失敗。通常信道的多普勒擴(kuò)展值先前未知；它還動(dòng)態(tài)變化。一種可能的解決方案是在PHY(物理)層中測(cè)量擴(kuò)展值，然而這在實(shí)踐中變得非常復(fù)雜。因此，本鏈路適配機(jī)制允許以更容易的方式定性地估計(jì)鏈路質(zhì)量的變化速率并且在成功閾值sT即第一閾值s1和第二閾值s2之間動(dòng)態(tài)地切換，其中s1＜s2，取決于其是在高的多普勒擴(kuò)展值即第一狀態(tài)H的區(qū)域內(nèi)，還是在低的擴(kuò)展值即第二狀態(tài)L的區(qū)域內(nèi)。
用硬件、軟件或作為軟件和硬件的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。適合任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)-或適合執(zhí)行這里描述的方法的其它設(shè)備。硬件和軟件的典型結(jié)合可以是具有計(jì)算機(jī)程序的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)程序在裝載和執(zhí)行時(shí)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使得它完成這里描述的方法。本發(fā)明也可嵌入在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，其包括所有使這里說(shuō)明的方法能實(shí)現(xiàn)的特征，并且其裝載在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)能完成這些方法。
計(jì)算機(jī)程序裝置或計(jì)算機(jī)程序在本文中意味任何語(yǔ)言、代碼或符號(hào)的一組指令的任何表達(dá)，該組指令意圖使具有信息處理能力的系統(tǒng)直接或在以下方式之一或兩者后執(zhí)行特定功能a)轉(zhuǎn)換到另一語(yǔ)言、代碼或符號(hào)；b)以不同的物質(zhì)形式重現(xiàn)(reproduction)。
權(quán)利要求
1.一種用于使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(8)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)中的傳輸參數(shù)適配于數(shù)據(jù)通信信道(7)的當(dāng)前鏈路質(zhì)量的方法，依據(jù)成功傳輸數(shù)(s)，適配的傳輸參數(shù)由發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)從一組傳輸參數(shù)選擇，成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)中與對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)的第一狀態(tài)(H)的第一值(s1)以及對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)的第二狀態(tài)(L)的第二值(s2)的一個(gè)比較，該方法在發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)中包括步驟計(jì)數(shù)成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)；選擇適配的傳輸參數(shù)來(lái)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)是在第一狀態(tài)(H)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第一值(s1)的成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)，以及在發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)是在第二狀態(tài)(L)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第二值(s2)的成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)；以及依據(jù)后面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，在第一狀態(tài)(H)和第二狀態(tài)(L)之一中操作發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在第二狀態(tài)(L)中操作發(fā)送節(jié)點(diǎn)(1)的步驟還包括在失敗傳輸?shù)那樾无D(zhuǎn)換到第一狀態(tài)(H)。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，還包括將第一值(s1)設(shè)置為3以及第二值(s2)設(shè)置為10。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，還包括依據(jù)失敗傳輸數(shù)量的閾值(fT)，計(jì)數(shù)失敗傳輸數(shù)量(f)并且選擇適配的傳輸參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括設(shè)置失敗傳輸?shù)臄?shù)量的閾值(fT)為1。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，還包括選擇由響應(yīng)接收器(2)使用的傳輸參數(shù)。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中選擇適配的傳輸參數(shù)的步驟還包括選擇不同的數(shù)據(jù)速率。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中選擇適配的傳輸參數(shù)的步驟還包括選擇不同于以前使用的長(zhǎng)度的分組長(zhǎng)度。
9.一種包括程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序，用于在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所述程序時(shí)，執(zhí)行前述權(quán)利要求1到8的任一所述的方法。
10.一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行前述權(quán)利要求1到8的任一所述的方法。
11.一種用于使傳輸參數(shù)適配于數(shù)據(jù)通信信道(7)的當(dāng)前鏈路質(zhì)量的設(shè)備(1)，適配的傳輸參數(shù)依據(jù)成功傳輸數(shù)(s)從一組傳輸參數(shù)選擇，成功傳輸數(shù)量(s)與對(duì)應(yīng)設(shè)備的第一狀態(tài)(H)和第一值(s1)以及對(duì)應(yīng)設(shè)備的第二狀態(tài)(L)的第二值(s2)的一個(gè)比較，該設(shè)備包括用于計(jì)數(shù)成功傳輸數(shù)(s)的成功計(jì)數(shù)器(10)；選擇單元(12)，用于選擇適配的傳輸參數(shù)來(lái)在設(shè)備在第一狀態(tài)(H)中時(shí)，響應(yīng)等于或超出第一值(s1)的成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)，以及在設(shè)備在第二狀態(tài)(L)中時(shí)，響應(yīng)等于或超出第二值(s2)的成功傳輸?shù)臄?shù)量(s)；以及確定單元(14)，其依據(jù)后面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，通知選擇單元(12)以在第一狀態(tài)(H)和第二狀態(tài)(L)之一中操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括用于計(jì)數(shù)失敗傳輸?shù)臄?shù)量(f)的失敗計(jì)數(shù)器。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種用于使數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)中的傳輸參數(shù)適配于數(shù)據(jù)通信信道的當(dāng)前鏈路質(zhì)量的設(shè)備和方法。依據(jù)成功傳輸數(shù)，適配的傳輸參數(shù)由發(fā)送節(jié)點(diǎn)從一組傳輸參數(shù)選擇。該成功傳輸?shù)臄?shù)量在發(fā)送節(jié)點(diǎn)中與對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的第一狀態(tài)的第一閾值以及對(duì)應(yīng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)的第二狀態(tài)的第二閾值的一個(gè)比較。該方法在發(fā)送節(jié)點(diǎn)中包括步驟(a)計(jì)數(shù)成功傳輸?shù)臄?shù)量；(b)選擇適配的傳輸參數(shù)來(lái)(b1)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)在第一狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第一閾值的成功傳輸?shù)臄?shù)量，以及(b2)在發(fā)送節(jié)點(diǎn)在第二狀態(tài)時(shí)，響應(yīng)等于或超出第二閾值的成功傳輸?shù)臄?shù)量；以及依據(jù)后面?zhèn)鬏數(shù)慕Y(jié)果，在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之一中操作發(fā)送節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1692594SQ03810581
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者詹斯·杰利托, 安德烈·諾爾巴爾里托, 宏·L·特魯昂 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司