專利名稱：一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，尤其涉及一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
無線局域網(wǎng)通常是基于載波偵聽多址協(xié)議CSMA的，其改進(jìn)方式有信道分裂預(yù)約多址接入SRMA(split-channel reservation multiple access)、沖突避免多址接入?yún)f(xié)議MACA(multiple access with collision avoidance)、改進(jìn)的沖突避免多址接入?yún)f(xié)議MACAW、底部獲取多址接入?yún)f(xié)議FAMA(floor acquisition multiple acess)和802.11等協(xié)議，本發(fā)明所指的無線局域網(wǎng)一般都是基于CSMA協(xié)議。在無線局域網(wǎng)中進(jìn)行多速率傳輸需要解決的主要問題是傳輸業(yè)務(wù)類別、信道質(zhì)量估計(jì)和速率選擇。傳輸業(yè)務(wù)按對(duì)時(shí)延要求通常可以分為時(shí)延敏感和非時(shí)延敏感兩大類業(yè)務(wù)，按對(duì)耐錯(cuò)誤能力通常可以分為耐錯(cuò)和非耐錯(cuò)兩大類業(yè)務(wù)。信道質(zhì)量估計(jì)主要是以信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、誤比特率、誤符號(hào)率或誤幀率的統(tǒng)計(jì)作為判決測(cè)度來衡量信道的傳輸質(zhì)量。
在無線局域網(wǎng)中，現(xiàn)行的速率選擇方法目前主要有兩種一種是“自動(dòng)速率應(yīng)變(Auto Rate Fallback)協(xié)議”，另一種是“基于接收機(jī)的自動(dòng)速率(Receiver Based Auto Rate)協(xié)議”。
自動(dòng)速率應(yīng)變協(xié)議是由艾迪.卡莫曼等人提出的，其核心思想是，以前面?zhèn)鬏數(shù)某晒褪〈螖?shù)為依據(jù)來調(diào)整傳輸速率。這實(shí)際是一種依誤幀率的速率調(diào)整體制，當(dāng)站點(diǎn)間成功傳輸一定次數(shù)后，認(rèn)為信道質(zhì)量可靠進(jìn)而逐級(jí)提高傳輸速率；反之，如果站點(diǎn)間傳輸失敗，則認(rèn)為信道質(zhì)量下降而逐級(jí)降低傳輸速率。根據(jù)該協(xié)議同一次傳輸過程中各幀的傳輸速率是不變的，因此多速率傳輸不會(huì)引起持續(xù)時(shí)間的變化，在站點(diǎn)間信道變化緩慢時(shí)，較為適用。
基于接收機(jī)的自動(dòng)速率協(xié)議是由蓋文.荷蘭德、奈廷.魏德亞和帕偌沃巴爾提出的，其核心思想是在MAC幀頭的持續(xù)時(shí)間子域中插入該幀的發(fā)送速率和幀長(zhǎng)。傳輸初始時(shí)，用于接入的發(fā)送請(qǐng)求從基本速率集中選擇合適的速率發(fā)送，隨后接收站點(diǎn)將根據(jù)接收信號(hào)估計(jì)信道質(zhì)量信息，自適應(yīng)地調(diào)整發(fā)送速率，發(fā)送站點(diǎn)以和接收站點(diǎn)返回的確認(rèn)幀發(fā)送速率相同的速率發(fā)送下一數(shù)據(jù)幀，不參與通信的站點(diǎn)則根據(jù)接收信號(hào)中包含的數(shù)據(jù)發(fā)送率和幀長(zhǎng)，即時(shí)修正網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
除了以上兩種多速率傳輸協(xié)議，無線局域網(wǎng)中還有一種雙信道時(shí)隙ALOHA多速率傳輸協(xié)議，該協(xié)議采用獨(dú)立的控制信道用于傳輸速率的設(shè)置，由于占用信道資源過多，故實(shí)際中很少使用。
自動(dòng)速率應(yīng)變協(xié)議和基于接收機(jī)的自動(dòng)速率協(xié)議的缺點(diǎn)是，不能在網(wǎng)絡(luò)中存在多種業(yè)務(wù)時(shí)優(yōu)化速率的選擇，不適用于高速移動(dòng)無線衰落信道。不同類別的業(yè)務(wù)對(duì)誤碼特性、時(shí)延的要求是不同的，傳輸過程中無線信道和傳輸數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)也是變化的。通常時(shí)延敏感業(yè)務(wù)對(duì)錯(cuò)誤的容忍能力高，非時(shí)延敏感業(yè)務(wù)對(duì)誤碼或誤幀性能要求比較高，上述現(xiàn)有協(xié)議沒有綜合考慮這些與傳輸速率相關(guān)的因素。另外，自動(dòng)速率應(yīng)變協(xié)議不適用于無線移動(dòng)信道環(huán)境，因?yàn)樵跓o線移動(dòng)信道中，信道質(zhì)量的變化較快，信道的相關(guān)時(shí)間短，以數(shù)次成功或失敗的數(shù)據(jù)傳輸間隔作為信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗時(shí)間太長(zhǎng)，從而使得信道質(zhì)量統(tǒng)計(jì)不可靠，傳輸吞吐率下降?；诮邮諜C(jī)的自動(dòng)速率協(xié)議克服了自動(dòng)速率應(yīng)變協(xié)議不能適應(yīng)無線移動(dòng)信道的缺點(diǎn)，該協(xié)議速率變化實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于無線移動(dòng)信道。但該協(xié)議最主要的缺點(diǎn)是發(fā)送站點(diǎn)總是以接收站點(diǎn)返回的確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀，發(fā)送站點(diǎn)或接收站點(diǎn)都不能預(yù)先確定自己發(fā)送下一幀時(shí)的傳輸速率，因此不能準(zhǔn)確設(shè)置到整個(gè)傳輸結(jié)束時(shí)的持續(xù)時(shí)間，不得不將持續(xù)時(shí)間字段內(nèi)容改為發(fā)送速率和發(fā)送幀長(zhǎng)以便不參與通信的站點(diǎn)修正網(wǎng)絡(luò)分配矢量。無線信道除了有大尺度衰落，同時(shí)還存在小尺度衰落，當(dāng)站點(diǎn)高速移動(dòng)時(shí)，物理信道的信道狀態(tài)信息變化較快，為了可靠地通信，對(duì)傳輸幀長(zhǎng)須有一定限制，一個(gè)較長(zhǎng)的MAC幀往往要分成多個(gè)小段傳輸。基于接收機(jī)的自動(dòng)速率協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)分配矢量修正方法不僅和現(xiàn)有協(xié)議兼容性差，更因?yàn)槠涑掷m(xù)時(shí)間字段已不具備對(duì)下一幀傳輸信道占用的預(yù)約作用而不適用于多段傳輸。另外接收站點(diǎn)返回的確認(rèn)幀幀長(zhǎng)通常遠(yuǎn)小于發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)，在相同誤碼率情況下，誤幀率隨著幀長(zhǎng)的加長(zhǎng)而增高，以接收站點(diǎn)能可靠返回的確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀，從統(tǒng)計(jì)意義上講并不可靠。因此該協(xié)議不適用于無線高速移動(dòng)信道，兼容性差。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，而有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，解決了背景技術(shù)不能在網(wǎng)絡(luò)中存在多種業(yè)務(wù)時(shí)優(yōu)化速率的選擇，不適應(yīng)于無線信道，尤其是不適應(yīng)于無線高速移動(dòng)信道的技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，其中，該方法包括收發(fā)雙方在通信過程中相互交換傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息；根據(jù)上述傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息，分別調(diào)整當(dāng)前傳輸速率；以及以調(diào)整后的當(dāng)前速率傳輸數(shù)據(jù)。
所述的方法，其中，所述與傳輸速率信息包括傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率、接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率和下一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率，或傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率。
所述的方法，其中，所述調(diào)整當(dāng)前傳輸速率的過程包括將傳輸速率分為多個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高速率越快，定義最低速率為基本速率；數(shù)據(jù)幀傳輸中，站點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送數(shù)據(jù)，初始傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率并被設(shè)置為基本速率。
所述的方法，其中，在所述調(diào)整當(dāng)前傳輸速率的過程中，如果在發(fā)送方具有傳輸速率或與傳輸速率相關(guān)的信息的統(tǒng)計(jì)信息，則根據(jù)該統(tǒng)計(jì)信息選擇高于基本速率的速率作為初始傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率和當(dāng)前傳輸業(yè)務(wù)類別，傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率可以不相等，以能夠正確地傳送第一個(gè)發(fā)送幀和返回幀為適合。
所述的方法，其中，在數(shù)據(jù)幀傳輸中，接收站點(diǎn)在接收到發(fā)送幀后，將當(dāng)前接收的發(fā)送幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值作為返回幀的傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率，以該傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送返回幀。
所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)幀傳輸中，如果發(fā)送站點(diǎn)仍有幀發(fā)送，所述接收站點(diǎn)根據(jù)接收的發(fā)送幀對(duì)信道質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算下一發(fā)送幀長(zhǎng)，接收方依據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)類別對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求綜合考慮信道質(zhì)量、下一發(fā)傳輸幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素估計(jì)出下一發(fā)送幀的發(fā)送速率，并將該值填入接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率通知發(fā)送站點(diǎn)。
所述的方法，其中，所述在通信過程中傳輸速率的調(diào)整由與傳輸速率相關(guān)的信息確定的過程包括定義一速率因子，該速率因子是綜合了信道質(zhì)量信息、當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別相應(yīng)于當(dāng)前信道質(zhì)量信息的誤碼特性、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素得到的統(tǒng)計(jì)值，用于確定下一發(fā)送幀相應(yīng)的返回幀的發(fā)送速率；所述發(fā)送站點(diǎn)收到返回幀后，如果仍有發(fā)送幀要發(fā)送，則將當(dāng)前接收的返回幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值作為該發(fā)送幀的傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率，發(fā)送發(fā)送幀；根據(jù)速率因子計(jì)算并填入接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值然后通知接收站點(diǎn)，所述發(fā)送幀中接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率的計(jì)算方法如下接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值＝速率因子*傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率；其中若接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值≥最高傳輸速率，接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝最高傳輸速率；若接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值≤最低傳輸速率，接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝最低傳輸速率；其他情況，則有接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝速率因子*傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率。
接收方可以上述算法計(jì)算出接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率，并填寫在下一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率字段通過返回幀通知發(fā)送方，發(fā)送方將該一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率字段值填入當(dāng)前發(fā)送幀的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率；也可以由發(fā)送方在獲知速率因子的前提下，依靠上述算法計(jì)算出接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率并將該值作為當(dāng)前發(fā)送幀的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率。
所述的方法，其中，所述速率因子通過統(tǒng)計(jì)結(jié)果得到，速率因子可以是傳輸過程開始以前收發(fā)站點(diǎn)公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)值，無須在傳輸過程中交換該信息；或者是通信過程中由接收站點(diǎn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的測(cè)量值，并將該值直接或隱含在其他參數(shù)中通過返回幀通知所述發(fā)送站點(diǎn)。
所述的方法，其中，所述不參與通信的站點(diǎn)不干擾正在進(jìn)行的通信包括a)持續(xù)時(shí)間設(shè)置；如果發(fā)送的不是最后一個(gè)發(fā)送幀，發(fā)送站點(diǎn)在考慮了幀間間隔的基礎(chǔ)上，按以當(dāng)前發(fā)送幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送返回幀、下一發(fā)送幀的返回幀以及以傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送下一發(fā)送幀所花的時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)發(fā)送幀，發(fā)送站點(diǎn)按以接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的不是最后一個(gè)返回幀，接收站點(diǎn)根據(jù)接收到的當(dāng)前發(fā)送幀中所含的持續(xù)時(shí)間、傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率、接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率、返回幀幀長(zhǎng)計(jì)算出下一發(fā)送幀的幀長(zhǎng)；進(jìn)而可以按當(dāng)前返回幀中接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送下一發(fā)送幀和以與下一發(fā)送幀相應(yīng)的返回幀速率發(fā)送該下一返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)返回幀則持續(xù)時(shí)間設(shè)為零；b)網(wǎng)絡(luò)分配矢量的計(jì)算和更新；沒有參與通信的站點(diǎn)偵聽到正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，將完整接收數(shù)據(jù)幀的那一時(shí)刻和該數(shù)據(jù)幀中的持續(xù)時(shí)間相加，得到網(wǎng)絡(luò)分配矢量，沒有參與通信的站點(diǎn)用新得到的網(wǎng)絡(luò)分配矢量替換舊有的網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)幀傳輸包括請(qǐng)求發(fā)送幀、允許發(fā)送、數(shù)據(jù)分段及確認(rèn)幀的發(fā)送。
所述的方法，其中，所述與傳輸速率相關(guān)的信息包括當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別、信道質(zhì)量信息、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式信息。
所述的方法，其中，所述信道質(zhì)量根據(jù)信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、誤比特率、誤符號(hào)率、誤幀率的統(tǒng)計(jì)來確定。
本發(fā)明所提供的一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，由于在?shù)據(jù)傳輸過程中，信息傳輸速率可根據(jù)信道狀態(tài)依物理幀分段自適應(yīng)地變化；故本發(fā)明適用于高速移動(dòng)無線衰落信道。
同時(shí)采用了速率和業(yè)務(wù)信息和或與傳輸速率相關(guān)信息的交換技術(shù)，幀的發(fā)送速率不僅和信道質(zhì)量信息有關(guān)，還和傳輸業(yè)務(wù)、傳輸幀長(zhǎng)有關(guān)，發(fā)送站點(diǎn)不僅確知當(dāng)前發(fā)送幀的信息速率，同時(shí)還確知對(duì)端返回的確認(rèn)幀的發(fā)送速率。因此本發(fā)明使得相同業(yè)務(wù)不同幀長(zhǎng)的幀傳輸成功的概率在統(tǒng)計(jì)意義上是平等的，不同業(yè)務(wù)按其對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求可以獲得最優(yōu)的傳輸速率，使得網(wǎng)絡(luò)性能獲得整體的提高。
以下結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式
的詳細(xì)說明，將能夠使人們更好地了解本發(fā)明上述的特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)和目的。


圖1示出的是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的無線局域網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖2是本發(fā)明的無線局域網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法的詳細(xì)流程圖；圖3A和圖3B分別示出的是本發(fā)明方法的幀結(jié)構(gòu)以及幀頭結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4為本發(fā)明方法的維護(hù)網(wǎng)絡(luò)分配矢量的方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面就結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。
在本發(fā)明中將從發(fā)送方向接收方發(fā)送的幀稱為“發(fā)送幀”，而從接收方向發(fā)送方返回的幀稱為“返回幀”，幀結(jié)構(gòu)如圖3A和圖3B所示的，其中包括前導(dǎo)碼、PLCP頭信息(PLCP Header)，PLCP頭信息中包含了與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的物理參數(shù)。這些參數(shù)包括信令(SIGNAL)、業(yè)務(wù)(SERVICE)、將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的長(zhǎng)度(LENGTH)和16位的CRC校驗(yàn)碼。接收機(jī)將按照這些參數(shù)調(diào)整接收速率、選擇解碼方式、決定何時(shí)結(jié)束數(shù)據(jù)接收。
本發(fā)明的一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，如圖1和圖2所示的，該方法包括收發(fā)雙方在通信過程中相互交換傳輸速率和業(yè)務(wù)類別信息或與傳輸速率相關(guān)的信息；根據(jù)上述傳輸速率和業(yè)務(wù)類別信息或與傳輸速率相關(guān)的信息，調(diào)整當(dāng)前速率；以及以調(diào)整后的當(dāng)前速率傳輸數(shù)據(jù)，在通信過程中傳輸速率的調(diào)整由與傳輸速率相關(guān)的信息確定，不參與通信的站點(diǎn)能夠保證不干擾正在進(jìn)行的通信。
上述傳輸速率和業(yè)務(wù)信息或與傳輸速率相關(guān)的信息，包括傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率(以下統(tǒng)稱RATE)、接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率(以下統(tǒng)稱rRATE)、下一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率(eRATE)和傳輸當(dāng)前業(yè)務(wù)類別(SC)。需要說明的是，eRATE隱含了速率因子，與信道質(zhì)量有關(guān)的信息與傳輸速率和業(yè)務(wù)信息是一一對(duì)應(yīng)的，傳輸速率和業(yè)務(wù)信息交換等同于與傳輸速率相關(guān)的信息交換。
上述調(diào)整當(dāng)前速率包括將傳輸速率分為V1～Vp個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高速率越快，V1速率最低，定義為基本速率，Vp速率最高，為最高速率。在數(shù)據(jù)幀傳輸中，站點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送數(shù)據(jù)，在此，初始RATE和rRATE可以被設(shè)置為基本速率V1。如果在發(fā)送方具有速率信息的統(tǒng)計(jì)信息，則也可以根據(jù)該統(tǒng)計(jì)信息選擇高于基本速率的速率作為初始RATE和rRATE，而且RATE和rRATE可以不等。但是，前提條件是要充分保證以該初始RATE和rRATE能夠正確地傳送第一個(gè)發(fā)送幀和返回幀。
所述接收站點(diǎn)在接收到發(fā)送幀后，將當(dāng)前接收的發(fā)送幀中的rRATE值作為返回幀的RATE，以該RATE發(fā)送返回幀；如果發(fā)送站點(diǎn)仍有幀發(fā)送，接收站點(diǎn)根據(jù)接收的發(fā)送幀對(duì)信道質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算下一發(fā)送幀長(zhǎng)，并由當(dāng)前傳遞業(yè)務(wù)類別得到該業(yè)務(wù)對(duì)誤幀和時(shí)延的服務(wù)質(zhì)量要求，接收方依據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求綜合考慮信道質(zhì)量、下一發(fā)傳輸幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素估計(jì)出下一發(fā)送幀的發(fā)送速率，將該值填入rRATE通知發(fā)送站點(diǎn)。
上述在通信過程中傳輸速率的調(diào)整由與傳輸速率相關(guān)的信息確定，的過程包括定義一速率因子a，速度因子a是信道質(zhì)量信息、當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別相應(yīng)于當(dāng)前信道質(zhì)量信息的誤碼特性、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素得到的統(tǒng)計(jì)值。接收站點(diǎn)可以由下述算法得出eRATE
eRATE＝a*rRATE；若eRATE≥Vp，rRATE＝Vp；若eRATE≤V1，rRATE＝V1；其他情況，則有eRATE＝a*rRATE；接收站點(diǎn)直接將eRATE通過返回幀通知發(fā)送方，發(fā)送方將該eRATE值作為當(dāng)前發(fā)送幀的rRATE；本發(fā)明的另一個(gè)變形是，所述發(fā)送站點(diǎn)在收到返回幀后，如果仍有發(fā)送幀要發(fā)送，則接收站點(diǎn)將速率因子a通過返回幀通知發(fā)送站點(diǎn)，發(fā)送站點(diǎn)在收到該返回幀后，以其中的rRATE值作為當(dāng)前發(fā)送幀的RATE，以該RATE發(fā)送發(fā)送幀；并根據(jù)當(dāng)前速率因子a和該RATE計(jì)算并填入rRATE值通知接收站點(diǎn)，發(fā)送幀中rRATE的計(jì)算方法如下rRATE估計(jì)值＝a*RATE；若rRATE估計(jì)值≥Vp，rRATE＝Vp；若rRATE估計(jì)值≤V1，rRATE＝V1；其他情況，則有rRATE＝a*RATE；速度因子a可以通過統(tǒng)計(jì)結(jié)果得到，速率因子可以是傳輸過程開始以前收發(fā)站點(diǎn)公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)值，無須在傳輸過程中交換該信息；或者是通信過程中由接收站點(diǎn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的測(cè)量值，并將該值直接或隱含在其他參數(shù)(如eRATE)中通過返回幀通知所述發(fā)送站點(diǎn)。
上述不參與通信的站點(diǎn)能夠保證不干擾正在進(jìn)行的通信，其包括1)持續(xù)時(shí)間設(shè)置；如果發(fā)送的不是最后一個(gè)發(fā)送幀，發(fā)送站點(diǎn)在考慮了幀間間隔的基礎(chǔ)上，按以rRATE發(fā)送返回幀、下一發(fā)送幀的返回幀以及以RATE發(fā)送下一發(fā)送幀所花的時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)幀，發(fā)送站點(diǎn)按以rRATE發(fā)送返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間。
如果發(fā)送的不是最后一個(gè)返回幀，接收站點(diǎn)可以根據(jù)接收到的當(dāng)前發(fā)送幀中所含的持續(xù)時(shí)間、RATE、rRATE、返回幀幀長(zhǎng)計(jì)算出下一發(fā)送幀的幀長(zhǎng)。接收站點(diǎn)確定了當(dāng)前發(fā)送幀相對(duì)應(yīng)的返回幀后，該返回幀的RATE和rRATE也就確定了，同時(shí)接收站點(diǎn)能夠獲知速率因子a，因此根據(jù)該返回幀的rRATE可以計(jì)算出與下一發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的返回幀的發(fā)送速率，進(jìn)而在考慮了幀間間隔的基礎(chǔ)上，按以該返回幀的rRATE發(fā)送下一發(fā)送幀和發(fā)送與下一發(fā)送幀相應(yīng)的返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)確認(rèn)幀則持續(xù)時(shí)間設(shè)為零。
需要說明的是，依照本發(fā)明方法，發(fā)送站點(diǎn)在發(fā)送最后一個(gè)發(fā)送幀時(shí)能夠準(zhǔn)確地設(shè)置持續(xù)時(shí)間，接收站點(diǎn)在發(fā)送最后一個(gè)返回幀時(shí)能夠準(zhǔn)確地設(shè)置持續(xù)時(shí)間。這樣的設(shè)置方法可以保證接收站點(diǎn)對(duì)信道的占用，并在通信結(jié)束按時(shí)釋放對(duì)信道的占用。
2).網(wǎng)絡(luò)分配矢量的計(jì)算和更新；沒有參與通信的站點(diǎn)能夠偵聽到正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，將完整接收數(shù)據(jù)幀的那一時(shí)刻和該數(shù)據(jù)幀中的持續(xù)時(shí)間相加，并由此得到網(wǎng)絡(luò)分配矢量。沒有參與通信的站點(diǎn)用新得到的網(wǎng)絡(luò)分配矢量替換舊有的網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
上述傳輸速率信息可利用物理幀頭或媒質(zhì)接入控制層幀控制域傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率。
上述數(shù)據(jù)幀傳輸可包括請(qǐng)求發(fā)送幀、允許發(fā)送幀、數(shù)據(jù)分段及確認(rèn)幀的發(fā)送。
上述傳輸速率相關(guān)的信息包括當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別、信道質(zhì)量信息、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式信息。
上述信道質(zhì)量可根據(jù)信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、誤比特率、誤符號(hào)率或誤幀率的統(tǒng)計(jì)來確定。
本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方法為
1.速率信息交換1).傳輸速率信息本發(fā)明方法在物理幀頭或控制層幀控制域中建立了RATE字段和rRATE字段，分別用來傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端返回幀的發(fā)送速率的值。
2).速率變化方式根據(jù)本發(fā)明方法，將速率分為V1～Vp個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高速率越快，V1速率最低設(shè)為基本速率，Vp速率最高，為最高速率。在數(shù)據(jù)幀傳輸時(shí)，以碰撞檢測(cè)的載波偵聽多址協(xié)議為例，控制幀中的RTS、CTS幀采用初始速率發(fā)送，隨后的數(shù)據(jù)分段和與之相應(yīng)的返回幀根據(jù)與傳輸速率相關(guān)的信息在最小速率和最大速率之間自適應(yīng)地調(diào)整；與傳輸速率相關(guān)的信息包括當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別、信道質(zhì)量信息、數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式信息，其中信道質(zhì)量則可根據(jù)信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、誤比特率、誤符號(hào)率或誤幀率的統(tǒng)計(jì)來確定。需要說明的是當(dāng)數(shù)據(jù)幀不長(zhǎng)時(shí)，數(shù)據(jù)幀傳輸中的數(shù)據(jù)分段則只有一個(gè)。
3).根據(jù)本發(fā)明方法，數(shù)據(jù)傳輸過程中，發(fā)送站點(diǎn)不僅確知當(dāng)前發(fā)送幀的信息速率，同時(shí)還確知了對(duì)端返回的確認(rèn)幀的發(fā)送速率。數(shù)據(jù)傳輸中的第一個(gè)發(fā)送幀，其當(dāng)前發(fā)送幀速率域和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率域以初始速率發(fā)送，其后的發(fā)送幀傳輸速率則可以自適應(yīng)地隨著與傳輸速率相關(guān)的信息變化而變化。
4).rRATE的確定接收站點(diǎn)在接收到發(fā)送幀后，如果發(fā)送站點(diǎn)仍有數(shù)據(jù)要發(fā)送，接收站點(diǎn)根據(jù)接收的發(fā)送幀對(duì)信道質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算下一發(fā)送幀長(zhǎng)，并由當(dāng)前傳遞業(yè)務(wù)類別得到該業(yè)務(wù)對(duì)誤幀和時(shí)延的服務(wù)質(zhì)量要求，接收方依據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求綜合考慮信道質(zhì)量、下一發(fā)傳輸幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素估計(jì)出下一發(fā)送幀的發(fā)送速；將該值作為rRATE通知發(fā)送站點(diǎn)。
所述發(fā)送站點(diǎn)收到返回幀后，如果仍有要發(fā)送的幀，則將當(dāng)前接收的返回幀中的rRATE值作為該發(fā)送幀的RATE，當(dāng)前返回幀中若有eRATE，則將eRATE作為rRATE；當(dāng)前返回幀中若沒有eRATE，則根據(jù)速率因子a和當(dāng)前發(fā)送幀的RATE計(jì)算并填入rRATE值通知接收站點(diǎn)，發(fā)送幀中rRATE的計(jì)算方法如下rRATE估計(jì)值＝a*RATE；若rRATE估計(jì)值≥Vp，rRATE＝Vp；若RATE估計(jì)值≤V1，rRATE＝V1；其他情況，則有rRATE＝a*RATE。
2.持續(xù)時(shí)間設(shè)置如果發(fā)送的不是最后一個(gè)幀，發(fā)送站點(diǎn)統(tǒng)一用當(dāng)前發(fā)送幀的信息速率傳輸相應(yīng)于當(dāng)前發(fā)送幀的接收端確認(rèn)幀、下一個(gè)發(fā)送幀和相應(yīng)的接收端確認(rèn)幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)幀，發(fā)送站點(diǎn)根據(jù)接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率、接收端確認(rèn)幀幀長(zhǎng)設(shè)置持續(xù)時(shí)間。需要說明的是由于發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀中的當(dāng)前發(fā)送幀速率和對(duì)端確認(rèn)幀速率總是相等，即發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀和接收站點(diǎn)返回的該幀的確認(rèn)幀的傳輸速率是相等的，這樣的設(shè)置方法可以保證發(fā)送站點(diǎn)對(duì)信道的占用，并在通信結(jié)束按時(shí)釋放對(duì)信道的占用。
如果發(fā)送的不是最后一個(gè)確認(rèn)幀，接收站點(diǎn)可以根據(jù)接收到的幀的持續(xù)時(shí)間、當(dāng)前發(fā)送幀的信息速率、接收端確認(rèn)幀長(zhǎng)計(jì)算出下一接收幀的幀長(zhǎng)，進(jìn)而可以按采用接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送下一接收幀和相應(yīng)接收端確認(rèn)幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間。如果發(fā)送的是最后一個(gè)確認(rèn)幀則持續(xù)時(shí)間設(shè)為零。需要說明的是由于發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀中的當(dāng)前發(fā)送幀速率和對(duì)端確認(rèn)幀速率總是相等，即發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀和接收站點(diǎn)返回的該幀的確認(rèn)幀的傳輸速率是相等的，這樣的設(shè)置方法可以保證接收站點(diǎn)對(duì)信道的占用，并在通信結(jié)束按時(shí)釋放對(duì)信道的占用。
3.網(wǎng)絡(luò)分配矢量的計(jì)算和更新沒有參與通信的站點(diǎn)能夠偵聽到正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，將完整接收數(shù)據(jù)幀的那一時(shí)刻和該數(shù)據(jù)幀中的持續(xù)時(shí)間相加，并由此得到網(wǎng)絡(luò)分配矢量。沒有參與通信的站點(diǎn)用新得到的網(wǎng)絡(luò)分配矢量替換舊有的網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
這樣，一方面可以確保移動(dòng)終端成對(duì)通信時(shí)不會(huì)相互干擾，消除有時(shí)持續(xù)時(shí)間大于實(shí)際傳輸時(shí)長(zhǎng)的負(fù)面影響，另一方面可以提高全網(wǎng)的工作效率。
如圖1所示，本實(shí)施例的無線局域網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，首先在步驟101，以當(dāng)前速率，從發(fā)送方向接收方發(fā)送一個(gè)發(fā)送幀，幀中包含接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率和業(yè)務(wù)類別。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，在無線局域網(wǎng)(WLAN)中發(fā)送幀可以包括RTS(Request To Send，請(qǐng)求發(fā)送)幀、數(shù)據(jù)幀等；分別與發(fā)送幀相對(duì)應(yīng)地，返回幀可以包括CTS(Clear To Send，允許發(fā)送)幀、ACK(確認(rèn))幀等。
接著，在步驟105，以當(dāng)前接收的發(fā)送幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率，從接收方向發(fā)送返回速率和下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率或與傳輸速率相關(guān)的信息以及速率因子a。具體地，可以是，接收方接收由發(fā)送方發(fā)來的發(fā)送幀，根據(jù)接收的結(jié)果評(píng)價(jià)信道質(zhì)量，結(jié)合發(fā)送幀對(duì)所傳業(yè)務(wù)類別的描述、下一發(fā)送幀長(zhǎng)和返回幀幀長(zhǎng)等因素，確定該業(yè)務(wù)類別數(shù)據(jù)下一個(gè)發(fā)送幀最佳的傳輸速率和速率因子a，用該最佳傳輸速率和速率因子a求得相應(yīng)于下一個(gè)發(fā)送幀的返回幀的傳輸速率作為下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率，并將將該最佳傳輸速率和下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率返回給發(fā)送方；或者接收方將該最佳傳輸速率的信息和速率因子a返回給發(fā)送方；或者，也可以是，接收方只是將與速率相關(guān)的信息返回給發(fā)送方，然后由發(fā)送方根據(jù)信道質(zhì)量確定最佳傳輸速率。
在此，對(duì)于如何評(píng)價(jià)信道質(zhì)量、如何根據(jù)信道質(zhì)量確定最佳傳輸速率，本發(fā)明方法并沒有特別的限制，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的任何方法。后面描述的本發(fā)明最佳實(shí)施例中示例性地列舉了一些方法，但是本發(fā)明方法并不限于這些具體實(shí)施例。
接著，在步驟110，根據(jù)返回的與傳輸速率或與傳輸速率相關(guān)的信息，調(diào)整當(dāng)前速率。具體地，與前面返回信息的步驟相對(duì)應(yīng)，如果從接收方返回的是與傳輸速率相關(guān)的信息，則在發(fā)送方進(jìn)一步根據(jù)該質(zhì)量信息確定一個(gè)最佳傳輸速率來調(diào)整當(dāng)前速率；如果從接收方返回的是指示最佳傳輸速率的信息，則在發(fā)送方直接按照該信息更新當(dāng)前速率即可。
然后，在步驟115，以調(diào)整后的當(dāng)前速率，從發(fā)送方向接收方發(fā)送下一個(gè)發(fā)送幀。
這樣，本實(shí)施例的無線局域網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法可以根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)、信道質(zhì)量、傳輸幀長(zhǎng)以不同的速率傳輸數(shù)據(jù)，從而適應(yīng)傳輸業(yè)務(wù)的要求以及由于移動(dòng)或其他原因造成的信道質(zhì)量的變化。
如圖2所示是本發(fā)明方法的一優(yōu)選實(shí)施例的流程圖示，在開始一次數(shù)據(jù)傳輸后，首先在步驟205，設(shè)置初始RATE、rRATE。在本實(shí)施例中，傳輸速率被劃分為多個(gè)級(jí)V1～VP，其中V1是基本速率(最低速率)，VP是最高速率。
在此，初始RATE、rRATE可以被設(shè)置為基本速率V1。如果在發(fā)送方具有信道質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)信息，則可以根據(jù)該統(tǒng)計(jì)信息選擇一個(gè)高于基本速率的速率作為初始當(dāng)前速率。但是，前提條件是要充分保證以該初始當(dāng)前速率能夠正確地傳送第一個(gè)發(fā)送幀和返回幀。
接著，在步驟210，以該初始RATE，從發(fā)送方向接收方發(fā)送RTS幀。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，通常在WLAN中開始一次數(shù)據(jù)傳輸，首先要由發(fā)送方發(fā)送RTS幀作為請(qǐng)求。
接著，在步驟215，接收方收到該RTS請(qǐng)求后，以該RTS中初始rRATE作為RATE返回一個(gè)CTS幀。具體地，接收方接收由發(fā)送方發(fā)來的RTS幀，根據(jù)接收的結(jié)果評(píng)價(jià)信道質(zhì)量，然后結(jié)合RTS幀中包含的業(yè)務(wù)類別和其持續(xù)時(shí)間中隱含的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)等信息確定一個(gè)最佳的傳輸速率例如V4和速率因子a，并且在向發(fā)送方返回的CTS返回幀中包含表示該最佳傳輸速率的信息和下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率或該最佳傳輸速率的信息和速率因子a。
接著，在步驟220，根據(jù)CTS幀中的最佳傳輸速率信息和下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率或該最佳傳輸速率的信息和速率因子a，發(fā)送方調(diào)整RATE、rRATE例如V4、V5。
接著，在步驟225，以調(diào)整后的RATE，從發(fā)送方向接收方發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀。
接著，在步驟230，同樣以該調(diào)整后的RATE，從接收方向發(fā)送方返回一個(gè)Ack幀。與前述的步驟215一樣，接收方接收由發(fā)送方發(fā)來的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)接收的結(jié)果評(píng)價(jià)信道質(zhì)量，然后確定結(jié)合當(dāng)前傳輸業(yè)務(wù)類別和數(shù)據(jù)幀中持續(xù)時(shí)間中隱含的下一數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)等信息確定一個(gè)最佳的傳輸速率一個(gè)最佳的傳輸速率和速率因子a，并且在向發(fā)送方返回的Ack返回幀中包含表示該最佳傳輸速率的信息和下一個(gè)發(fā)送幀返回幀的發(fā)送速率或該最佳傳輸速率的信息和速率因子a。
接著，在步驟235，判斷是否還有數(shù)據(jù)幀需要發(fā)送。如果判斷為“是”，則進(jìn)行到步驟240，根據(jù)該ACK中的rRATE、eRATE或rRATE和速率因子a，發(fā)送方調(diào)整RATE、rRATE，與前述的步驟220相同；然后，返回到步驟225重復(fù)執(zhí)行步驟225～240，直到?jīng)]有數(shù)據(jù)幀需要發(fā)送為止。
如果步驟235的判斷為“否”，則在步驟245結(jié)束。
下面結(jié)合圖4對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)送幀和返回幀的持續(xù)時(shí)間的設(shè)置方式以及沒有參與數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渌军c(diǎn)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)的方式進(jìn)行說明。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，在以往無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信中，為了減小碰撞的損失以及隱藏終端等的影響，在RTS和CTS幀里存放預(yù)留時(shí)長(zhǎng)信息，RTS為20字節(jié)，CTS為14字節(jié)。沒有參與數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渌军c(diǎn)，接收到RTS/CTS幀，獲取持續(xù)時(shí)間信息后更新自己的NAV(network allocation vector)值，為競(jìng)爭(zhēng)信道的發(fā)送方和接收方進(jìn)行數(shù)據(jù)交換預(yù)留出信道帶寬，如圖4所示。
在以往傳輸速率一定的情況下，以上這種方式是可行的。但是，如果采用本發(fā)明的方法，則由于傳輸速率是變化的，僅僅依靠RTS和CTS幀的持續(xù)時(shí)間信息是不夠的，會(huì)造成其它節(jié)點(diǎn)的NAV值的更新不準(zhǔn)確，導(dǎo)致資源浪費(fèi)或沖突增加。
因此，本發(fā)明方法在從發(fā)送方向接收方發(fā)送每一個(gè)發(fā)送幀時(shí)，例如，圖1的步驟105、115以及圖2的步驟210、225中，都為該發(fā)送幀設(shè)置持續(xù)時(shí)間。具體地，首先根據(jù)以當(dāng)前速率傳輸與該發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的返回幀、下一個(gè)發(fā)送幀和與下一發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的返回幀所花的時(shí)間，計(jì)算該發(fā)送幀的持續(xù)時(shí)間。然后，將計(jì)算出的該發(fā)送幀的持續(xù)時(shí)間設(shè)置在該發(fā)送幀的持續(xù)時(shí)間字段中。
例如，在圖2的步驟210中計(jì)算該RTS幀的持續(xù)時(shí)間時(shí)，就應(yīng)當(dāng)計(jì)算以初始rRATE傳輸與該RTS對(duì)應(yīng)的CTS返回幀、以初始RATE傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送幀(步驟225中要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀)和以初始rRATE傳輸與該下一個(gè)發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的返回幀所花的時(shí)間，當(dāng)然還應(yīng)包括這些幀之間的間隔時(shí)間(SIFS)再例如，在圖2的步驟225中計(jì)算該數(shù)據(jù)發(fā)送幀的持續(xù)時(shí)間時(shí)，就應(yīng)當(dāng)計(jì)算以調(diào)整后的rRATE傳輸與該數(shù)據(jù)發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的Ack返回幀、以調(diào)整后的RATE傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送幀(如果有的話，下一次循環(huán)執(zhí)行步驟225處理的數(shù)據(jù)幀)和以調(diào)整后的rRATE傳輸與該下一個(gè)發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的Ack返回幀所花的時(shí)間，當(dāng)然還應(yīng)包括這些幀之間的間隔時(shí)間(SIFS)。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明方法，在從接收方向發(fā)送方返回每一個(gè)返回幀時(shí)(例如，圖2的步驟215、230中)都為該返回幀設(shè)置持續(xù)時(shí)間。具體地，首先，根據(jù)接收到的與該返回幀對(duì)應(yīng)的發(fā)送幀的持續(xù)時(shí)間、RATE、rRATE和該返回幀的幀長(zhǎng)計(jì)算出下一個(gè)發(fā)送幀的幀長(zhǎng)。然后，計(jì)算該返回幀的持續(xù)時(shí)間，該返回幀的持續(xù)時(shí)間相應(yīng)于按照與傳輸速率或信道質(zhì)量有關(guān)的信息所指示的傳輸速率發(fā)送下一接收幀，和以該速率和速率因子推導(dǎo)的返回幀速率發(fā)送與該下一發(fā)送幀對(duì)應(yīng)的返回幀所花時(shí)間。最后，將計(jì)算出的該返回幀的持續(xù)時(shí)間設(shè)置在該返回幀的持續(xù)時(shí)間字段中。
例如，在圖2的步驟215中計(jì)算該CTS幀的持續(xù)時(shí)間時(shí)，首先，根據(jù)步驟210發(fā)送的RTS幀中的持續(xù)時(shí)間(D1)、初始RATE(V1)、rRATE(V2)和該CTS幀的幀長(zhǎng)(L1)計(jì)算出下一個(gè)發(fā)送幀(步驟225要發(fā)送的幀)的幀長(zhǎng)(L2)，可以通過以下公式計(jì)算L2＝(D1-3*SIFS)*V1-2*L1*V1/V2。當(dāng)沒有后續(xù)數(shù)據(jù)幀時(shí)(可以通過More Frag字段狀態(tài)獲知)，L2＝0。
同時(shí)，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)中那些沒有參與通信的其它站點(diǎn)監(jiān)聽信道中每一個(gè)發(fā)送幀和返回幀，根據(jù)其中記錄的持續(xù)時(shí)間更新NAV值。這樣，即使在傳輸速率變化的情況下，也可以保證無線局域網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)NAV值的準(zhǔn)確更新，在可以進(jìn)一步節(jié)省資源的同時(shí)還可以避免沖突的發(fā)生。
本發(fā)明方法在數(shù)據(jù)傳輸過程中，信息傳輸速率可根據(jù)信道狀態(tài)依物理幀分段自適應(yīng)地變化；故本發(fā)明適用于高速移動(dòng)無線衰落信道。
同時(shí)，本發(fā)明方法還采用了速率信息的交換技術(shù)，幀的發(fā)送速率不僅和信道質(zhì)量信息有關(guān)，還和幀長(zhǎng)有關(guān)，發(fā)送站點(diǎn)不僅確知當(dāng)前發(fā)送幀的信息速率，同時(shí)還確知對(duì)端返回的確認(rèn)幀的發(fā)送速率。因此本發(fā)明不僅兼容現(xiàn)有的固定速率傳輸協(xié)議，同時(shí)不同幀長(zhǎng)的幀傳輸成功的概率在統(tǒng)計(jì)意義上是平等的，使得網(wǎng)絡(luò)性能獲得整體的提高。
本發(fā)明方法通過及時(shí)更新網(wǎng)絡(luò)分配矢量的方法實(shí)現(xiàn)全連通網(wǎng)絡(luò)的多速率傳輸。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明方法的上述針對(duì)較佳實(shí)施例的描述過于具體，并不能因此而限制本發(fā)明請(qǐng)求專利保護(hù)的范圍，專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，該方法包括收發(fā)雙方在通信過程中相互交換傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息；根據(jù)上述傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息，分別調(diào)整當(dāng)前傳輸速率；以及以調(diào)整后的當(dāng)前速率傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述與傳輸速率信息包括傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率、接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率和下一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率，或傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整當(dāng)前傳輸速率的過程包括將傳輸速率分為多個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高速率越快，定義最低速率為基本速率；數(shù)據(jù)幀傳輸中，站點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送數(shù)據(jù)，初始傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率并被設(shè)置為基本速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述調(diào)整當(dāng)前傳輸速率的過程中，如果在發(fā)送方具有傳輸速率或與傳輸速率相關(guān)的信息的統(tǒng)計(jì)信息，則根據(jù)該統(tǒng)計(jì)信息選擇高于基本速率的速率作為初始傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率和當(dāng)前傳輸業(yè)務(wù)類別，傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率和接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率可以不相等，以能夠正確地傳送第一個(gè)發(fā)送幀和返回幀為適合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在數(shù)據(jù)幀傳輸中，接收站點(diǎn)在接收到發(fā)送幀后，將當(dāng)前接收的發(fā)送幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值作為返回幀的傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率，以該傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送返回幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀傳輸中，如果發(fā)送站點(diǎn)仍有幀發(fā)送，所述接收站點(diǎn)根據(jù)接收的發(fā)送幀對(duì)信道質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算下一發(fā)送幀長(zhǎng)，接收方依據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)類別對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求綜合考慮信道質(zhì)量、下一發(fā)傳輸幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素估計(jì)出下一發(fā)送幀的發(fā)送速率，并將該值填入接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率通知發(fā)送站點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一權(quán)項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述在通信過程中傳輸速率的調(diào)整由與傳輸速率相關(guān)的信息確定的過程包括定義一速率因子，該速率因子是綜合了信道質(zhì)量信息、當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別相應(yīng)于當(dāng)前信道質(zhì)量信息的誤碼特性、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式因素得到的統(tǒng)計(jì)值，用于確定下一發(fā)送幀相應(yīng)的返回幀的發(fā)送速率；所述發(fā)送站點(diǎn)收到返回幀后，如果仍有發(fā)送幀要發(fā)送，則將當(dāng)前接收的返回幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值作為該發(fā)送幀的傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率，發(fā)送發(fā)送幀；根據(jù)速率因子計(jì)算并填入接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率值然后通知接收站點(diǎn)，所述發(fā)送幀中接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率的計(jì)算方法如下接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值＝速率因子*傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率；其中若接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值≥最高傳輸速率，接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝最高傳輸速率；若接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率估計(jì)值≤最低傳輸速率，接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝最低傳輸速率；其他情況，則有接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率＝速率因子*傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率。接收方可以上述算法計(jì)算出接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率，并填寫在下一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率字段通過返回幀通知發(fā)送方，發(fā)送方將該一個(gè)發(fā)送幀的估計(jì)速率字段值填入當(dāng)前發(fā)送幀的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率；也可以由發(fā)送方在獲知速率因子的前提下，依靠上述算法計(jì)算出接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率并將該值作為當(dāng)前發(fā)送幀的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述速率因子通過統(tǒng)計(jì)結(jié)果得到，速率因子可以是傳輸過程開始以前收發(fā)站點(diǎn)公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn)值，無須在傳輸過程中交換該信息；或者是通信過程中由接收站點(diǎn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)的測(cè)量值，并將該值直接或隱含在其他參數(shù)中通過返回幀通知所述發(fā)送站點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述不參與通信的站點(diǎn)不干擾正在進(jìn)行的通信包括a)持續(xù)時(shí)間設(shè)置；如果發(fā)送的不是最后一個(gè)發(fā)送幀，發(fā)送站點(diǎn)在考慮了幀間間隔的基礎(chǔ)上，按以當(dāng)前發(fā)送幀中的接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送返回幀、下一發(fā)送幀的返回幀以及以傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率發(fā)送下一發(fā)送幀所花的時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)發(fā)送幀，發(fā)送站點(diǎn)按以接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的不是最后一個(gè)返回幀，接收站點(diǎn)根據(jù)接收到的當(dāng)前發(fā)送幀中所含的持續(xù)時(shí)間、傳輸當(dāng)前發(fā)送幀速率、接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率、返回幀幀長(zhǎng)計(jì)算出下一發(fā)送幀的幀長(zhǎng)；進(jìn)而可以按當(dāng)前返回幀中接收端確認(rèn)幀的發(fā)送速率發(fā)送下一發(fā)送幀和以與下一發(fā)送幀相應(yīng)的返回幀速率發(fā)送該下一返回幀所花時(shí)間設(shè)置持續(xù)時(shí)間；如果發(fā)送的是最后一個(gè)返回幀則持續(xù)時(shí)間設(shè)為零；b)網(wǎng)絡(luò)分配矢量的計(jì)算和更新；沒有參與通信的站點(diǎn)偵聽到正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，將完整接收數(shù)據(jù)幀的那一時(shí)刻和該數(shù)據(jù)幀中的持續(xù)時(shí)間相加，得到網(wǎng)絡(luò)分配矢量，沒有參與通信的站點(diǎn)用新得到的網(wǎng)絡(luò)分配矢量替換舊有的網(wǎng)絡(luò)分配矢量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀傳輸包括請(qǐng)求發(fā)送幀、允許發(fā)送、數(shù)據(jù)分段及確認(rèn)幀的發(fā)送。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述與傳輸速率相關(guān)的信息包括當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類別、信道質(zhì)量信息、下一發(fā)送幀幀長(zhǎng)及與之相應(yīng)的返回幀幀長(zhǎng)、信道編碼、調(diào)制解調(diào)方式信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述信道質(zhì)量根據(jù)信噪比、信號(hào)強(qiáng)度、誤比特率、誤符號(hào)率、誤幀率的統(tǒng)計(jì)來確定。
全文摘要
本發(fā)明的一種無線局域網(wǎng)多速率自適應(yīng)傳輸?shù)姆椒?，涉及一種無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，該方法包括收發(fā)雙方在通信過程中相互交換傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息；根據(jù)上述傳輸速率信息或與傳輸速率相關(guān)的信息，分別調(diào)整當(dāng)前傳輸速率；以及以調(diào)整后的當(dāng)前速率傳輸數(shù)據(jù)，在通信過程中傳輸速率的調(diào)整由與傳輸速率相關(guān)的信息確定，不參與通信的站點(diǎn)不干擾正在進(jìn)行的通信。本發(fā)明方法適用于高速移動(dòng)無線衰落信道，能夠根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求和傳輸數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)選擇最優(yōu)的傳輸速率，使得網(wǎng)絡(luò)性能獲得整體的提高。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1756252SQ20041005169
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者李峰, 馬鳳國(guó), 孫波, 高音 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司