專(zhuān)利名稱(chēng)：基于均方誤差的傳輸誤差率協(xié)商算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸，更確切地說(shuō)，是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸率。
背景技術(shù)：
家庭網(wǎng)絡(luò)在用于連接家庭中的計(jì)算機(jī)上已變得越來(lái)越普遍和令人滿意。有一種類(lèi)型的家庭網(wǎng)絡(luò)是家庭電話線網(wǎng)絡(luò)，其通常使用安裝在居民家中的電話線，用于家庭中計(jì)算機(jī)之間的通信。家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(HPNA)已公布了一種用來(lái)標(biāo)準(zhǔn)化家庭電話線網(wǎng)絡(luò)行為的規(guī)范?，F(xiàn)用的HPNA規(guī)范是2.0版。
圖1顯示家庭電話線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括控制芯片100。芯片100進(jìn)一步包括媒介獨(dú)立接口(Media Independent Interface，MII)106、介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)108、和物理層(PHY)110。芯片100執(zhí)行HPNA2.0。芯片100通過(guò)接在電話插座102上的電話線接收含有數(shù)據(jù)包的信號(hào)。有一個(gè)用來(lái)處理芯片100和電話線之間信號(hào)的模擬前端(AFE)104。然后芯片100處理所接收到的來(lái)自于AFE104的信號(hào)中的數(shù)據(jù)包，并輸出一信號(hào)到主MAC112。
圖2顯示典型的用于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)的硬件-軟件接口。此接口包括HPNA兼容網(wǎng)絡(luò)接口控制器(NIC)206，NIC206從MAC108接收幀。NIC206發(fā)送該幀到HPNA兼容驅(qū)動(dòng)器軟件204，該驅(qū)動(dòng)器軟件204一般使用在主計(jì)算機(jī)上。然后驅(qū)動(dòng)器軟件204將該幀發(fā)送至上層軟件202，比如TCP/IP協(xié)議堆棧。TCP/IP協(xié)議堆棧對(duì)應(yīng)于WindowsTM網(wǎng)絡(luò)堆棧。
因?yàn)殡娫捑€上的狀況會(huì)改變，故HPNA2.0可讓網(wǎng)絡(luò)中的二個(gè)基站之間的數(shù)據(jù)傳輸率依照傳輸誤差率而改變。若對(duì)于線路狀況一數(shù)據(jù)傳輸率太快時(shí)，則在所接收的幀中可能有高的誤差水平。若對(duì)于線路狀況一數(shù)據(jù)傳輸率太慢時(shí)，則數(shù)據(jù)傳輸率并非是在最佳狀況。數(shù)據(jù)傳輸率由有效負(fù)載編碼(payload encoding，PE)所決定。PE定義為位加載(位/符號(hào))乘上符號(hào)率(符號(hào)/秒)。HPNA2.0的目標(biāo)為具有小于10-4的傳輸誤差率。這稱(chēng)之為″傳輸誤差率協(xié)商(rate negotiation)″。
HPNA2.0提出一個(gè)傳輸誤差率協(xié)商算法。圖3為顯示根據(jù)HPNA2.0的傳輸誤差率協(xié)商的PE選擇算法的流程圖。
首先，編輯需要用于各PE以完成1e-3的數(shù)據(jù)包誤差率(PER)的均方誤差(MSE)的第一表。此第一表定義為DOWN-LARQ。同樣用1e-6的目標(biāo)PER來(lái)編輯第二表。該第二表定義為DOWN_NOLARQ。第三表定義為DOWN_LARQ。此第三表在UP_LARQ中具有所有的ASMSE值但是減少了2dB。第四表定義為DOWN_NOLARQ。此第四表通過(guò)步驟302而在UP_NOLARQ中具有所有的ASMSE值但是減少了2dB。此限制的自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(LARQ)是在一幀的起始碼中的額外的8字節(jié)。LARQ傳送鏈路層優(yōu)先權(quán)信息，并提供否定的確認(rèn)協(xié)議以增加幀轉(zhuǎn)發(fā)的速度。
其次，通過(guò)步驟304，維持16 HPNA2.0幀的歷史窗口。通過(guò)步驟306，針對(duì)歷史窗口中不具有循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)誤差的幀而計(jì)算MSE。
通過(guò)步驟310，若未能使用LARQ，則搜尋UP_NOLARQ表以找出具有大于或等于該窗口的MSE的上PE。通過(guò)步驟312，搜尋DOWN_NOLARQ表以找出具有大于或等于該窗口的MSE的下PE。
通過(guò)步驟314，若能使用LARQ，則搜尋UP_LARQ表以找出具有大于或等于該窗口的MSE的上PE。通過(guò)步驟316，搜尋DOWN_LARQ表以找出具有大于或等于該窗口的MSE的下PE。
其次，通過(guò)步驟318，若上PE大于現(xiàn)用的PE，則通過(guò)步驟320設(shè)定新的PE等于上PE。否則，通過(guò)步驟322，若下PE小于現(xiàn)用的PE，則通過(guò)步驟324設(shè)定新的PE等于下PE。否則，通過(guò)步驟326，保留現(xiàn)用的PE作為新的PE。
然而，HPNA2.0并不指定如何計(jì)算在DOWN_LARQ、DOWN_NOLARQ、UP_LARQ、和UP_NOLARQ中的數(shù)值。
因此，需要有一種用來(lái)計(jì)算MSE以供用于傳輸誤差率協(xié)商的PE表中的方法。本發(fā)明可滿足這一需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示一種計(jì)算MSE到用于傳輸誤差率協(xié)商的PE表中的方法。該方法獲得在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于數(shù)據(jù)包大小的或然率值，并根據(jù)這些或然率值而獲得每個(gè)PER的BER值。然后根據(jù)BER值計(jì)算對(duì)于各PE的MSE值，以獲得上限表。然后將上限表中的MSE值減少2dB以獲得下限表。然后可使用于HPNA2.0規(guī)范中提出的MSE至PE表來(lái)計(jì)算傳輸誤差率協(xié)商。


圖1顯示一個(gè)家庭電話線網(wǎng)絡(luò)。
圖2顯示一個(gè)典型的用于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)的硬件-軟件接口。
圖3顯示根據(jù)HPNA2.0用于傳輸誤差率協(xié)商的PE選擇算法的流程圖。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的用于計(jì)算均方誤差(MSE)至用于傳輸誤差率協(xié)商的有效負(fù)載編碼(PE)表的方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的MSE至PE表的優(yōu)選實(shí)施例，該MSE至PE表由用于傳輸誤差率協(xié)商的MSE至PE表的方法的優(yōu)選實(shí)施例所產(chǎn)生。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種用于傳輸誤差率協(xié)商的MSE至PE表的計(jì)算方法。下列所呈現(xiàn)的說(shuō)明可使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員制造并使用本發(fā)明，并提供作為專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容和其說(shuō)明書(shū)。對(duì)于首選實(shí)施例的各種不同修改對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言是容易明白的，而其中說(shuō)明的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例中。因此，本發(fā)明并不欲受所示實(shí)施例的限制，反之，本發(fā)明將與按照其中所述原理和特征的最廣范圍相一致。
本發(fā)明特征的更詳細(xì)說(shuō)明，請(qǐng)參照?qǐng)D4和圖5配合下列的說(shuō)明。
必須計(jì)算用于每個(gè)傳輸誤差率協(xié)商表的各PE的MSE。UP_LARQ和DOWN_LARQ表必須建立0.0001％的幀誤差率(FER)。UP_LARQ和DOWN_LARQ表必須建立0.1000％的FER。FER值由HPNA2.0規(guī)范所決定。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的用于計(jì)算均方誤差(MSE)至用于傳輸誤差率協(xié)商的有效負(fù)載編碼(PE)表的方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。為了計(jì)算各MSE，必須知道對(duì)于FER＝0.0001％和0.1000％的位誤差率(BER)。
從下列方程式(1)，可獲得BERBER＝1-{[10(log(log(1-FER))]/[數(shù)據(jù)包大小×8]}(1)然而，數(shù)據(jù)包大小是可變的，取決于網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)包大小分布。因此，首先，通過(guò)步驟402可決定對(duì)于數(shù)據(jù)包大小的或然率值。在優(yōu)選的實(shí)施例中，由在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行測(cè)試和分析各數(shù)據(jù)包大小的頻率來(lái)獲得或然率值。下列表1顯示數(shù)據(jù)包大小的或然率值的范例集合表1

然后通過(guò)步驟404將數(shù)據(jù)包大小的或然率值輸入至方程式(1)中。得到一復(fù)雜多項(xiàng)式結(jié)果，如方程式(2)(1-FER)＝0.286×{(1-BER)(100×8)+0.220×[(1-BER)(200×8)+…+0.083×[(1-BER)(1600×8)](2)接著，由步驟406獲得方程式(2)的根。然后，通過(guò)步驟408決定有用的根。這些有用的根為實(shí)際上存在的根。接著，在步驟410將FER插入多項(xiàng)式中。FER為0.001或0.000001其中之一。一旦將FER插入后，BER在方程式(2)中變成僅存的變量。然后可獲得對(duì)于FER＝0.001和FER＝0.000001的值。對(duì)于表1中的或然率值，就FER＝0.001而言BER＝2.83e-07，而就FER＝0.000001而言BER＝2.83e-10。
通過(guò)步驟412，使用方程式(3)，可計(jì)算出對(duì)應(yīng)于各PE的各MSE值。
MSE＝BER2×PE(3)所得結(jié)果為用于FER＝0.001％和BER＝2.83e-10的UP_LARQ表，和用于FER＝0.1000％和BER＝2.83e-07的UP_NOLARQ表。然后，通過(guò)步驟412，對(duì)于各PE的MSE減少2dB以獲得DOWN_LARQ表和DOWN_NOLARQ表。
圖5顯示MSE至PE表的優(yōu)選實(shí)施例，該MSE至PE表依照本發(fā)明由用于傳輸誤差率協(xié)商的MSE至PE表的方法的優(yōu)選實(shí)施例所產(chǎn)生。UP_LARQ表502、DOWN_LARQ表504、UP_NOLARQ表506和DOWN_NOLARQ表508各包括PE值和它們對(duì)應(yīng)的MSE值。
舉例而言，PHY 110接收具有現(xiàn)用的PE的幀，并計(jì)算對(duì)于各幀的誤差。各誤差值送到上層驅(qū)動(dòng)器軟件204作為幀狀態(tài)幀(FSF)的部分。FSF為每個(gè)數(shù)據(jù)包之后立即發(fā)送的另一個(gè)數(shù)據(jù)包，并包含某些后續(xù)處理所需要的狀態(tài)信息。通過(guò)步驟304，上層驅(qū)動(dòng)器軟件204計(jì)算用于16個(gè)幀窗口的MSE。例如，假設(shè)現(xiàn)用PE為4，和用于窗口的MSE為150。
若通過(guò)步驟308未能使用該LARQ，則在步驟310，上層軟件204搜尋UP_LARQ表506以找出具有大于或等于150的MSE的上PE。在此例子中，上PE為3。然后在步驟312，上層軟件204搜尋DOWN_NOLARQ表508以找出具有大于或等于150的MSE的下PE。在此例子中，下PE為3。因?yàn)橥ㄟ^(guò)步驟318具有3的上PE不大于現(xiàn)用的具有4的PE，以及通過(guò)步驟322編碼為3的下PE要小于現(xiàn)用的編碼為4的PE，則通過(guò)步驟324將新的PE值設(shè)為3。
若通過(guò)步驟308使用了該LARQ，則在步驟314，上層軟件204搜尋UP_LARQ表502以找出具有大于或等于150的MSE的上PE。在此例子中，上PE為3。然后在步驟316，上層軟件204搜尋DOWN_LARQ表504以找出具有大于或等于150的MSE的下PE。在此例子中，下PE為1。因?yàn)橥ㄟ^(guò)步驟318編碼為3的上PE不大于現(xiàn)用的編碼為4的PE，以及通過(guò)步驟322編碼為1的下PE要小于現(xiàn)用的編碼為4的PE，則通過(guò)步驟324將新的PE值設(shè)為1。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，表502-508做為查尋表(LUT)。然而，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍情況下可以有其它的實(shí)施方式。
本發(fā)明揭示一種計(jì)算MSE至用于傳輸誤差率協(xié)商的PE表中的方法。該方法在網(wǎng)絡(luò)中獲得對(duì)于數(shù)據(jù)包大小的或然率值，并根據(jù)這些或然率值而獲得對(duì)于各PER的BER值。然后根據(jù)BER值計(jì)算對(duì)于各PE的MSE值，以獲得上限表。然后將上限表中的MSE值減少2dB以獲得下限表。然后可使用于HPNA2.0規(guī)范中所提出的MSE至PE表來(lái)計(jì)算傳輸誤差率。
雖然本發(fā)明已根據(jù)所示的實(shí)施例而加以說(shuō)明，但本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解這些實(shí)施例可作各種的變化，而這些變化將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，可由本領(lǐng)域一般技術(shù)人員作各種的修改，而不會(huì)偏離本發(fā)明所附的權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)以獲得均方誤差至有效負(fù)載編碼值的方法，包括下列步驟a決定用于多個(gè)數(shù)據(jù)包大小的多個(gè)或然率值(402)；b將該多個(gè)或然率值輸入到用于位誤差率的方程式，其中該輸入產(chǎn)生一個(gè)多項(xiàng)式(404)；c獲得對(duì)于該多項(xiàng)式的多個(gè)根(406)；d決定對(duì)于該多個(gè)根的有用的根(408)；e將幀誤差率插入到該多項(xiàng)式中(410)；f獲得對(duì)于該插入幀誤差率的該位誤差率(410)；以及g根據(jù)該位誤差率計(jì)算對(duì)于各有效負(fù)載編碼值的均方誤差(412)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該決定步驟a包括a1在網(wǎng)絡(luò)中施行測(cè)試以測(cè)量數(shù)據(jù)包大小的頻率；以及a2決定對(duì)于各數(shù)據(jù)包大小的多個(gè)或然率值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中插入步驟e包括e1將第一幀誤差率插入該多項(xiàng)式中；以及e2將第二幀誤差率插入該多項(xiàng)式中，其中該第一和第二值由家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟規(guī)范所指定。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該獲得步驟f包括f1獲得對(duì)于該第一幀誤差率的第一位誤差率；以及f2獲得對(duì)于該第二幀誤差率的第二位誤差率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該計(jì)算步驟g包括g1根據(jù)該第一位誤差率計(jì)算用于各有效負(fù)載編碼值的均方誤差，以獲得第一上限表(502)；以及g2根據(jù)該第二位誤差率計(jì)算用于各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差，以獲得第二上限表(506)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中依照HPNA規(guī)范該第一上限表為UP_LARQ表(502)，而該第二上限表為UP_NOLARQ表(506)。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括g3通過(guò)將用于該第一上限表(502)的各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差減少大約2dB而獲得第一下限表(504)；以及g4通過(guò)將用于該第二上限表(506)的各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差減少大約2dB而獲得第二下限表(508)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中依照HPNA規(guī)范該第一下限表為DOWN_LARQ表(504)，而該第二下限表為DOWN_NOLARQ表(508)。
9.一種用于家庭電話線網(wǎng)絡(luò)用來(lái)獲得均方誤差至有效負(fù)載編碼值的方法，包括下列步驟a對(duì)于多個(gè)數(shù)據(jù)包大小決定多個(gè)或然率值(402)b將該多個(gè)或然率值輸入到用于位誤差率的方程式，其中該輸入的結(jié)果獲得一個(gè)多項(xiàng)式(404)；c獲得對(duì)于該多項(xiàng)式的多個(gè)根(406)；d決定對(duì)于該多個(gè)根的有用的根(408)；e將第一幀誤差率插入到該多項(xiàng)式中(410)；f將第二幀誤差率插入到該多項(xiàng)式中，其中該第一和第二值由家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟規(guī)范所指定(410)；g獲得對(duì)于該第一幀誤差率的第一位誤差率(410)；h獲得對(duì)于該第二幀誤差率的第二位誤差率(410)；i根據(jù)該第一位誤差率以計(jì)算用于各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差，以獲得第一上限表(502)(412)；j根據(jù)該第二位誤差率以計(jì)算用于各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差，以獲得第二上限表(506)(412)；k通過(guò)將用于該第一上限表(502)的各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差減少大約2dB而獲得第一下限表(504)(414)；以及l(fā)通過(guò)將用于該第二上限表(506)的各有效負(fù)載編碼值的該均方誤差減少大約2dB而獲得第二下限表(508)(414)。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種計(jì)算MSE至用于傳輸誤差率協(xié)商的PE表中的方法。本方法獲得在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于數(shù)據(jù)包大小的或然率值，并根據(jù)這些或然率值而獲得對(duì)于各FER的BER值。然后根據(jù)BER值來(lái)計(jì)算對(duì)于各PE的MSE值，以獲得上限表。然后將上限表中的MSE值減少2dB以獲得下限表。然后可使用在HPNA 2.0規(guī)范中提出的MSE至PE表來(lái)計(jì)算傳輸誤差率。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1615605SQ02827268
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者K·卡里哈塔姆, C·M·黃 申請(qǐng)人:先進(jìn)微裝置公司