專利名稱：無線傳輸裝置和mac幀傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線傳輸設備和MAC幀傳輸方法。本申請要求2009年5月1日提交的日本專利申請No. 2009-112066的優(yōu)先權，其全部內容通過引用合并于此。
背景技術：
作為用于獲得高等級QoS (服務質量)功能的方法，帶有自適應調制功能的無線傳輸設備可以采用將QoS功能安裝到無線傳輸設備中的方法和將無線傳輸設備與MAC幀傳輸設備結合在一起擔當層2交換機(L2SW)的方法，該自適應調制功能用于響應于無線傳輸線路的質量變化來切換系統(tǒng)增益和傳輸容量。一般來說，擔當發(fā)送源的無線傳輸設備經(jīng)由多個其他無線傳輸設備進行與其目標發(fā)送目的地的通信。在中繼通信的所有無線傳輸設備中安裝QoS功能可能導致不必要的多個功能和無用的安裝成本；因此，將QoS功能有限制地安裝在需要QoS功能的特定站(例如，與外部設備連接的站和集成多個線路的節(jié)點)中。此外，可以將QoS功能安裝在結合外部L2SW來中繼通信的中繼站之間的公共無線傳輸設備中。無線傳輸容量(在頻率范圍中比在有線網(wǎng)絡中要窄)需要QoS功能根據(jù)優(yōu)先級傳送駐留在無線傳輸設備中的MAC幀(S卩，記錄MAC協(xié)議的幀)。為了動態(tài)改變無線傳輸設備中的傳輸容量，自適應調制功能需要動態(tài)改變QoS設置。在將已存在的L2SW與無線傳輸設備結合的常規(guī)方法中，L2SW不能夠檢測無線傳輸容量的變化；因此，無法響應于無線傳輸容量執(zhí)行QoS控制。接下來，將參考圖6對L2SW的常規(guī)構造進行描述。該L2SW使用基于IEEE802. 3的暫停(PAUSE)幀來執(zhí)行站間的流控制。根據(jù) IEEE802. 3規(guī)定的流控制，當所使用的接收緩存的量超過預先確定的預定值時，將復用了暫停時間的暫停幀發(fā)送到線路對面的站，以停止與該線路對面的站的傳輸，而當所使用的接收緩存的量變得低于預定值時，將復用了暫停時間“O”的暫停幀發(fā)送至線路對面的站，以使得可以重啟與線路對面的站的發(fā)送。在這種情況下，不管幀的優(yōu)先級和頻帶控制，所有幀共同停止發(fā)送，使得高優(yōu)先級的幀停止發(fā)送；因此，難以確保適當?shù)腝oS控制。接下來，將參考圖7的流程圖描述圖6中示出的L2SW(A1)的操作。在L2SW(A1)中，CPU(A2)從接收流量(A7)提取暫停幀(A8)，以輸入接收信號 (A81)，并將其轉發(fā)到調度器(A3)作為暫停檢測信號(A21)。根據(jù)圖7中示出的控制流，調度器(A3)基于暫停檢測信號(A21)，通過使用優(yōu)先級流控制信號(A31、A32)來控制對應于高/中/低優(yōu)先級的三個優(yōu)先級緩存(A4、A5、A6)。將參考圖7的流程圖來描述調度器(??； )的流控制邏輯。在從CPU(A2)接收暫停檢測信號(A21)之后(步驟SAl)，L2SW(A1)的調度器(A3) 對暫?？刂飘斍笆欠裨谶M行中做出判決(步驟SA》，其中，如果暫?？刂飘斍安辉谶M行中 (步驟SA!3)，則調度器停止使用低優(yōu)先級緩存(A6)的發(fā)送(A3)。此外，當暫?？刂圃谶M行中時，調度器m停止使用中優(yōu)先級緩存(A5)的發(fā)送(步驟SA6)。當調度器(A3)接收到暫停解除幀時，或者當暫?？刂茣r間(S卩，發(fā)送停止時間) 超過由暫停幀的暫停時間字段所指定的規(guī)定時間時(步驟SA4)，調度器(?。?)解除發(fā)送停止，以使用所有高/中/低優(yōu)先級緩存(A4、A5、A6)開始發(fā)送(步驟SA5)。關于此，當以上條件沒有成立時，調度器(??； )繼續(xù)停止使用對應優(yōu)先級緩存的發(fā)送。當L2SW(A1)與如上所述的具有自適應調制功能的無線傳輸設備相結合時，由于自適應調制，無線傳輸設備經(jīng)歷了其無線傳輸容量的降低。當在無線方向流量中出現(xiàn)擁塞時，無線傳輸設備向L2SW(A1)輸出暫停幀，L2SW(A1)繼而停止低優(yōu)先級緩存(A6)的發(fā)送。 當在暫?？刂圃谶M行中期間再次接收暫停幀時，L2SW(Al)停止中優(yōu)先級緩存(AO的發(fā)送。 從而，可以響應于暫停幀的接收次數(shù)來實現(xiàn)針對每個優(yōu)先級指定的流控制。接下來，將參考圖8對另一 L2SW的常規(guī)構造進行描述。圖9是示出圖8中示出的 L2SW(B1)的操作的流程圖。在L2SW(B1)中，成形器(B3)根據(jù)圖9的控制流，基于來自CPU (B2)的暫停檢測信號(B21)執(zhí)行對發(fā)送緩存(B4)的成形，從而調整發(fā)送信號(B41)的發(fā)送速率。接下來，將參考圖9的流程圖來描述成形器(Β； )的控制邏輯。在檢測到暫停幀時(步驟SBl)，成形器(Β； )開始成形，以降低發(fā)送緩存(B4)的發(fā)送速率(步驟SB》。在接收到暫停解除幀時，或者在暫停幀的暫停時間字段中指定的規(guī)定時間逝去是(步驟SB3)，成形器(B3)停止成形(步驟SB4)，以便以原始發(fā)送速率重新開始數(shù)據(jù)發(fā)送(步驟SBQ。當在暫?？刂圃谶M行中期間再次接收到暫停幀時，成形器(Β； )進一步降低其發(fā)送速率，以接收暫停解除幀，或者重復以上操作，直到暫停時間逝去。當L2SW(B1)與如上所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備相結合時，可能經(jīng)由暫停幀來控制傳輸速率，其中，由于自適應調制，無線傳輸設備經(jīng)歷了其無線傳輸容量的降低。當無線方向流量中出現(xiàn)擁塞時，向L2SW(B1)發(fā)送暫停幀，L2SW(B1)繼而響應于暫停幀的接收次數(shù)來降低其發(fā)送速率；這使得可以防止無線方向的流量的擁塞。在圖6和8中示出的將已存在的L2SW和無線傳輸設備相結合的構造中，L2SW能夠單獨基于暫停幀的接收次數(shù)來檢測無線傳輸設備的擁塞狀態(tài)；因此，L2SW能夠通知簡單的信息。圖6中示出的L2SW(A1)根據(jù)每個優(yōu)先級執(zhí)行流控制，而圖8中示出的L2SW(B1)更新其發(fā)送速率；因此，它們各自都能夠控制單個項目。利用根據(jù)每個優(yōu)先級的簡單流控制， 無法在每一優(yōu)先級實現(xiàn)用于確保發(fā)送幀的適當比率的QoS控制。由于已存在的L2SW通過接收多個暫停幀來開始其控制，L2SW涉及到在無線傳輸容量變化的時間與更新其發(fā)送速率的時間或執(zhí)行流控制的時間之間的等待時間；這在穩(wěn)定無線傳輸線路的質量中是個阻礙。此外，已存在的L2SW控制無法跟蹤無線傳輸容量的連續(xù)變化。為了無一例外地在等待時間期間連續(xù)接收幀，直到在其無線方向流量中檢測到 L2SW交換機的擁塞狀態(tài)，在每個無線傳輸設備中安裝相對大容量的緩存是必要的。在每個無線傳輸設備中安裝大容量的緩存不亞于在每個無線傳輸設備中分別安裝QoS功能，因為其提供了相對少的功能，并增加了安裝成本；因此，其在實際中難以實現(xiàn)。一般來說，無線通信系統(tǒng)的信號傳輸質量取決于無線傳輸線路的條件；因此，將操作期間的正常接收功率設置得高于確保最小通信質量的規(guī)定接收功率。在正常操作期間，無線傳輸線路可能經(jīng)歷對變動的抵抗力降低，然而通過采用多值調制方法，可以提高傳輸容量。不管低質量的無線傳輸線路，通過采用展示出對無線傳輸線路的變動的高抵抗力的調制方法(多值數(shù)較小)，可以防止無線傳輸線路的瞬時功率故障，然而，這繼而導致了傳輸容量的降低。亦即，當調制方法響應于無線傳輸線路的條件而改變時，可以最大化無線傳輸容量并由此確保無線傳輸容量的最小質量。這被稱為自適應調制方法，例如，在專利文獻 1中公開了該方法。一般來說，無線傳輸容量小于有線網(wǎng)絡的頻率范圍，并且關于使用LAN(局域網(wǎng)) 發(fā)送的突發(fā)信號，無線通信設備可以在緩存中累積幀；因此，在無線傳輸中，必須執(zhí)行以較高優(yōu)先級順序發(fā)送MAC幀的QoS控制。專利文獻2和專利文獻3公開了使用基于IEEE802. 3的暫停幀的技術，其中，不是以端口為單元，而是根據(jù)每個優(yōu)先權來執(zhí)行流控制和通信頻帶調整?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利申請公開No. S57-159148專利文獻2 日本專利申請公開No. 2004-104427專利文獻3 日本專利申請公開No. 2006-3371
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題由于自適應調制造成的無線傳輸容量的動態(tài)波動，正在從用戶網(wǎng)絡發(fā)送LAN信號的無線傳輸設備需要響應于無線傳輸容量的波動來動態(tài)改變QoS設置，該QoS設置涉及頻帶限制、頻帶保證和優(yōu)先級控制。無線LAN基站(g卩，具有高等級MAC幀傳輸功能的無線傳輸設備)能夠實現(xiàn)以下功能在通過無線傳輸MAC幀時，執(zhí)行QoS控制；以及響應于無線傳輸容量來改變QoS設置， 然而，考慮到功能和安裝成本，使用簡單的P-P類型的無線傳輸設備來實現(xiàn)高等級的MAC幀傳輸功能實際上是困難的，每個P-P類型的無線傳輸設備都能夠簡單地向單個無線對應站傳輸信號。當可以針對外部MAC幀傳輸設備(例如，L2SW和路由器)事先設定高等級的QoS 功能時，簡單的P-P類型的無線傳輸設備能夠實現(xiàn)無線傳輸設備中高等級的QoS功能。然而，在自適應調制方法經(jīng)歷無線傳輸容量的動態(tài)變化的情況下，無線傳輸設備需要附加的手段向MAC幀傳輸設備通知當前的無線傳輸容量。甚至當無線傳輸設備和MAC幀傳輸設備相互實現(xiàn)特定協(xié)議以實現(xiàn)通知當前無線傳輸容量的功能時，簡單的P-P類型的無線傳輸設備需要新實現(xiàn)處理功能的協(xié)議?？紤]到功能和安裝成本，與前述分別安裝QoS功能中的困難類似，這種技術實際上難以實現(xiàn)。當MAC幀傳輸設備不處理以上協(xié)議時，無線傳輸設備可以發(fā)送不必要的MAC幀，同時MAC幀傳輸設備可以轉發(fā)控制幀，而其目的不朝向用戶網(wǎng)絡，從而浪費了網(wǎng)絡流量。專利文獻1和專利文獻2中公開的通信頻帶調整方法是出于解決以上問題的目的而發(fā)明的。該通信頻帶調整方法響應于特定時間內的暫停幀的接收次數(shù)來估計每個無線傳輸設備的擁塞狀態(tài)；這涉及當對暫停幀的數(shù)目計數(shù)時的等待時間，因此該方法無法根據(jù)自適應調制方法切換QoS設置以跟蹤無線傳輸容量連續(xù)變化的環(huán)境。由于一般以幀為單位發(fā)送LAN信號，每個接收機需要安裝容量為一個或多個幀的接收緩存，而在接收到多個暫停幀之后開始流控制的常規(guī)方法需要在開始流控制之前的特定等待時間。亦即，提供大容量的接收緩存是必須的，該大容量的接收緩存允許每個無線傳輸設備在沒有造成溢出的情況下從每個MAC傳輸設備接收MAC幀。以上解決方案僅涉及響應于暫停幀的接收次數(shù)的信息傳輸，然而，無法通過用于控制特定優(yōu)先級分組的發(fā)送停止或者用于更新端口上的整個發(fā)送速率的簡單控制過程的方式來發(fā)送需要更新多個QoS設置(例如，頻帶限制值和優(yōu)先級控制邏輯)的信息。解決問題的手段考慮到前述的環(huán)境做出本發(fā)明，其中，本發(fā)明的目的是提供無線傳輸裝置和MAC 幀傳輸方法，該無線傳輸裝置和MAC幀傳輸方法在自適應調制的執(zhí)行期間實現(xiàn)動態(tài)改變無線傳輸容量的功能，并能夠動態(tài)改變QoS設置以跟蹤無線傳輸容量的變化。本發(fā)明涉及將具有自適應調制功能的無線傳輸設備與MAC幀傳輸設備相連接的無線傳輸裝置，所述自適應調制功能響應于無線傳輸線路的質量變化來切換無線傳輸設備的無線傳輸容量，MAC幀傳輸設備用于確定和控制通信質量。MAC幀傳輸設備根據(jù)從所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備轉發(fā)的暫停幀檢測當前無線傳輸容量，以使得MAC幀傳輸設備從事先設置的多個QoS設置中選擇適于無線傳輸容量的QoS設置，基于所選擇的QoS 設置執(zhí)行關于來自用戶網(wǎng)絡的LAN信號的控制操作，以及從而將所述LAN信號轉發(fā)至所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備。所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備基于從無線對應站發(fā)送的接收信號的接收功率來確定調制方法，以使得無線傳輸設備將暫停幀與調制方法復用，并向MAC幀傳輸設備輸出該暫停幀，而無線傳輸設備調制從MAC幀傳輸設備轉發(fā)的LAN信號，并將其發(fā)送到無線對應站。本發(fā)明涉及適于使用自適應調制方法的無線通信的MAC幀傳輸方法，所述自適應調制方法響應于無線傳輸線路的質量變化來切換無線傳輸容量。在此，基于從無線對應站發(fā)送的接收信號的接收功率來確定調制方法；將暫停幀與調制方法復用；根據(jù)與調制方法復用的暫停幀檢測當前無線傳輸容量；從事先設置的多個QoS設置中選擇適于無線傳輸容量的QoS設置；基于所選擇的QoS設置執(zhí)行關于來自用戶網(wǎng)絡的LAN信號的控制操作 ’然后，基于該調制方法調制LAN信號，并向無線對應站發(fā)送LAN信號。發(fā)明效果在本發(fā)明中，無線傳輸設備對當前調制方法編碼，并將其復用到暫停幀的暫停時間字段中，然后將暫停幀轉發(fā)到MAC幀傳輸設備。這允許MAC幀傳輸設備檢測適于該無線傳輸容量的調制方法。此外，MAC幀傳輸設備能夠切換到事先設置的多個QoS設置內的適于該無線傳輸容量的QoS設置。無線傳輸設備和MAC幀傳輸設備分別安裝在單獨的外殼中， 其中，增大調制方法的多值數(shù)(即，指定無線傳輸容量的值)，以使得當無線傳輸線路展示出良好的質量時，MAC幀的高優(yōu)先級幀受到SP發(fā)送，而當由于天氣變壞而造成無線傳輸線路質量下降時，多值數(shù)減小，以使得所有優(yōu)先級的MAC幀受到WRR傳輸，從而防止無線傳輸容量被高優(yōu)先級幀所占據(jù)。從而，無線傳輸設備和MAC幀傳輸設備能夠彼此協(xié)作，以實現(xiàn)適于無線傳輸容量的QoS設置。


圖1是示出采用根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無線傳輸裝置的無線通信系統(tǒng)的整體構造的方框圖。圖2是示出包括在根據(jù)本實施例的無線傳輸裝置中的MAC幀傳輸設備的通信質量控制單元的內部構造的方框圖。圖3是IEEE802. 3所規(guī)定的暫停幀的格式的示意。圖4是示出MAC幀傳輸設備的通信質量確定單元所進行的QoS設置切換過程的流程圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線傳輸裝置的構造的方框圖。圖6是示出常規(guī)L2SW的構造的方框圖。圖7是示出圖6的L2SW中的調度器的流控制邏輯的流程圖。圖8是示出另一常規(guī)L2SW的構造的方框圖。圖9是示出圖8的L2SW中的成形器的控制邏輯的流程圖。圖10是根據(jù)每個無線傳輸容量設置的QoS的示意。
具體實施例方式本發(fā)明的無線傳輸裝置包括具有自適應調制功能的無線傳輸設備(此后，稱為 “具有自適應調制功能的無線傳輸設備”)和MAC幀傳輸設備。具有自適應調制功能的無線傳輸設備編碼表示當前無線傳輸容量的數(shù)據(jù)，以將其與基于IEEE802. 3的暫停幀復用，使得可以經(jīng)由MAC幀發(fā)送復用的暫停幀，這被設計來基于IEEE802.3處理MAC幀，從而向外部設備通知無線傳輸容量。由于采用自適應調制，在無線傳輸容量的動態(tài)變化中涉及到外部的MAC幀傳輸設備，從而切換QoS設置以適于當前的無線傳輸容量。接下來，將參考附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無線傳輸裝置。圖1是示出無線通信系統(tǒng)的整體構造的方框圖。在此，本實施例的無線傳輸裝置包括MAC幀傳輸設備A (10)和無線傳輸設備M20)。MAC幀傳輸設備10包括無線質量控制單元11和無線質量確定單元12。無線傳輸設備20包括無線發(fā)射機21、無線接收機22、幀生成單元23和自適應調制確定單元對。本實施例的無線傳輸裝置具有與層2交換機(L2SW)或路由器相同的構造。亦即， MAC幀傳輸設備10將目的地址和其他標識符并入MAC幀中，同時將所復用的數(shù)據(jù)的目的地址和其他標識符并入MAC幀的有效載荷中，從而實現(xiàn)了到目的端口的排序(切換)，并由此實現(xiàn)了優(yōu)先級控制、頻帶限制等。無線傳輸設備20向無線對應站發(fā)送與無線幀復用的MAC 幀。MAC幀傳輸設備10的通信質量控制單元11輸入來自用戶網(wǎng)絡(50)的LAN信號 100，并基于來自通信質量確定單元12的通信質量控制信號121執(zhí)行QoS控制，從而向無線傳輸設備20輸出表示其操作結果的LAN信號111。MAC幀傳輸設備10的通信質量確定單元12輸入來自無線傳輸設備20的LAN信號 231，以基于LAN信號231中包括的暫停幀來檢測當前無線傳輸容量，使得通信質量確定單元12可以從多個QoS設置中選擇與無線傳輸容量相對應的QoS設置(該多個QoS設置中的每個是事先根據(jù)每個無線傳輸容量設置的)，從而向通信質量控制單元11輸出通信質量控制信號121。無線傳輸設備20的無線傳輸單元21輸入來自MAC幀傳輸設備10的LAN信號，以執(zhí)行由從自適應調制確定單元M輸出的調制方法通知信號241所指定的調制，從而向無線傳輸設備B(30)發(fā)送表示其操作結果的無線發(fā)送信號211。無線傳輸設備20的無線接收機22基于從自適應調制確定單元M通知的調制方法，解調來自無線對應站(即，包括無線傳輸設備B (30)和MAC幀傳輸設備B 00)的無線傳輸裝置)的無線接收信號301。具體地，無線接收機22輸入來自無線傳輸設備30的無線接收信號301，以基于自適應調制確定單元M的調制方法通知信號241所指定的調制方法來解調無線接收信號301，使得幀生成單元23向MAC幀傳輸設備10輸出LAN信號231。無線傳輸設備20的自適應調制確定單元M基于來自無線接收機22的接收功率監(jiān)視信號221確定調制方法，以向無線發(fā)射機21、無線接收機22和幀生成單元23轉發(fā)調制方法通知信號Ml。具體地，自適應調制確定單元M基于來自無線接收機22的接收功率監(jiān)視信號221，檢測來自擔當無線對應站的無線傳輸設備30的無線接收功率，其中，將無線接收功率與預定的閾值相比較，以改變調制方法，使得自適應調制確定單元M生成表示所選擇的調制方法的調制方法通知信號對1，以向無線發(fā)射機21、無線接收機22和幀生成單元 23轉發(fā)該調制方法通知信號Ml。MAC幀傳輸設備10的通信質量確定單元12輸入來自無線傳輸設備20的LAN信號 231，以從LAN信號231提取暫停幀，其中，通信質量確定單元12還提取與暫停幀復用的無線傳輸容量信息，從而檢測當前的無線傳輸容量。基于當前無線傳輸容量，從多個QoS設置(參見圖10)中選擇與當前無線傳輸容量相對應的QoS設置，該QoS設置在通信質量控制信號121中描述，通信質量控制信號121 然后被轉發(fā)到通信質量控制單元11，該多個QoS設置中的每個是事先根據(jù)每個無線傳輸容量來設置的。圖2是示出MAC幀傳輸設備10的通信質量控制單元11的內部構造的方框圖。在圖2中示出的通信質量控制單元11中，幀分析單元11-1輸入來自用戶網(wǎng)絡 A(50)的LAN信號100，以基于事先在當前幀中設置的特定字段的值來分析幀轉發(fā)優(yōu)先級， 從而在緩存11-2中存儲每個優(yōu)先級的優(yōu)先級發(fā)送信號11-11。通信質量控制單元11的優(yōu)先級控制單元11-3根據(jù)由優(yōu)先級控制信號121所指定的優(yōu)先級控制邏輯，從每個優(yōu)先級的緩存11-2中提取優(yōu)先級發(fā)送信號11-21作為幀。通信質量控制單元11的頻帶控制單元 11-4向無線傳輸設備20輸出該幀作為LAN信號111，同時調整該幀，以使得其幀間隔不會超過由優(yōu)先級控制信號121所指定的頻帶限制值。無線傳輸設備20的無線發(fā)射機21根據(jù)自適應調制確定單元M的調制方法通知信號241所指定的調制方法，調制來自MAC幀傳輸設備10的LAN信號111，從而向擔當無線對應站的無線傳輸設備B (30)發(fā)送該LAN信號111。在本實施例的無線傳輸裝置中，具有用于發(fā)送MAC幀的豐富功能的MAC幀傳輸設備10從無線傳輸設備20接收復用有無線傳輸容量信息的暫停幀，以檢測當前的無線傳輸容量，從而切換到多個QoS設置中的對應QoS設置，該多個QoS設置中的每個是事先根據(jù)每個無線傳輸容量來設置的。這使得能夠切換到適于當前無線傳輸容量的QoS設置。
接下來，將詳細描述MAC幀傳輸設備10的操作。出于簡化描述的目的，給MAC 幀傳輸設備10設置四階段優(yōu)先級；優(yōu)先級控制邏輯單獨采用加權輪詢(weighted round robin) (WRR)；采用兩種類型(稱之為絕對優(yōu)先級(SP)和WRR)的組合；以及采用兩種類型的無線調制方法(即，64 QAM和QPSK)。圖1中示出的MAC幀傳輸設備10的通信質量控制單元11輸入來自用戶網(wǎng)絡50 的LAN信號100，以基于通信質量設定單元12的通信質量控制信號121來執(zhí)行對LAN信號 100的QoS控制，從而向無線傳輸設備20輸出LAN信號。圖2中示出的通信質量控制單元11的幀分析單元11-1基于IEEE802. IP所規(guī)定的MAC幀的優(yōu)先級標識符來分析來自用戶網(wǎng)絡50的LAN信號100的優(yōu)先級，從而在緩存 11-2中存儲該分析結果作為優(yōu)先級發(fā)送信號11-11，緩存11-2是按照每個優(yōu)先級劃分的。 優(yōu)先級控制單元11-3根據(jù)預定的優(yōu)先級控制邏輯，從緩存11-2中提取以優(yōu)先級順序存儲的MAC幀之一作為優(yōu)先級發(fā)送信號11-21。頻帶控制單元11-4調整MAC幀的間隔，以使得優(yōu)先級發(fā)送信號11-21的頻帶不會越過預定的頻率范圍，從而向無線傳輸設備20輸出LAN 信號111。通信質量確定單元12輸入來自無線傳輸設備20的LAN信號231，以從LAN信號 231中所包括的暫停幀中檢測無線傳輸容量，使得可以從多個QoS設置(該多個QoS設置的每個是事先根據(jù)每個無線傳輸容量設置的)中選擇對應的QoS設置，從而向通信質量控制單元11轉發(fā)通信控制信號121。圖3示出了 IEEE802. 3所規(guī)定的暫停幀的格式。通信質量確定單元12從圖3中示出的暫停幀的時間字段Fl中提取無線傳輸容量信息，從而確定是否切換QoS設置。圖4是示出MAC幀傳輸設備10的通信質量確定單元12中的QoS設置切換過程的流程圖。圖10示出了 QoS設置的示例。接下來，參考圖1-3和圖10，將根據(jù)圖4的流程圖描述通信質量確定單元12的QoS 設置切換過程。(步驟Si)通信質量確定單元12接收暫停幀。(步驟S2)通信質量確定單元12對暫停幀的時間字段Fl中描述的值是“0x0000”還是 “OxFFFF”進行判決，其中，當判決結果為“是”時，流程進行到步驟S5，而當判決結果為“否” 時，流程進行到步驟S3。(步驟S3)通信質量確定單元12對暫停幀的時間字段Fl中描述的值是否是“0x0001”進行判決，其中，當判決結果為“是”時，流程進行到步驟S6，而當判決結果為“否”時，流程進行到步驟S4。(步驟S4)通信質量確定單元12選擇圖10中示出的“QoS設置1”，然后流程返回到步驟Sl。 QoS設置1通過使用加權輪詢(WRR)構建所有四階段優(yōu)先級(即，優(yōu)先級控制邏輯=4WRR)， 從而將通信頻帶限制為IOOMbps (即，頻帶限制值=100Mbps)。
(步驟 S5)通信質量確定單元12解除QoS設置的切換，之后，執(zhí)行正常的暫?？刂?。(步驟 S6)通信質量確定單元12選擇“QoS設置2”，然后流程返回到步驟Si。QoS設置2通過使用絕對優(yōu)先級(SP)來構建四階段優(yōu)先級中的最高優(yōu)先級，而通過使用WWR來構建剩余的三個優(yōu)先級(即，優(yōu)先級控制邏輯=1SP+3WRI )，從而將通信頻帶限制在200Mbps ( S卩，頻帶限制值=200Mbps)。通過以上過程，通信質量確定單元12根據(jù)從無線傳輸容量20輸出的暫停幀來提取無線傳輸容量信息，以從多個QoS設置中選擇期望的QoS設置，從而向通信質量控制單元 11輸出通信質量控制信號121。接下來，將描述自適應調制方法。一般來說，具有更高多值數(shù)的調制方法導致無線傳輸容量的提高，同時無線傳輸線路中對變動的抵抗力降低了。相反，更小的多值數(shù)導致無線傳輸容量的降低，同時無線傳輸線路中對變動的抵抗力增加了。亦即，當使用在良好天氣下展示出良好質量的無線傳輸線路可以確保足夠高的接收功率時，采用自適應調制方法的無線傳輸設備采用具有良好頻率可用性效率的多值調制方法，而當無線傳輸線路由于降雨而展示出差質量以使得多值調制方法可能惡化傳輸信號的質量時，該無線傳輸設備切換到在發(fā)送功率與用于維持最小質量(即，高系統(tǒng)增益)的最小接收功率之間展示出大的差異的另一調制方法(多值數(shù)較小)。如上所述，本實施例能夠提高正常模式的無線傳輸容量，同時確保高優(yōu)先級信號的傳輸，而與無線傳輸線路的質量無關。因此，當接收功率高于預定值時，無線傳輸設備20的自適應調制確定單元M基于來自無線接收機22的接收功率監(jiān)視信號221選擇64QAM作為其調制方法，而當接收功率低于預定值時，自適應調制確定單元M選擇QPSK作為其調制方法。自適應調制確定單元M 向無線發(fā)射機21、無線接收機22和幀生成單元23輸出表示所選擇的調制方法的調制方法通知信號Ml。無線傳輸設備10的無線發(fā)射機21輸入來自MAC幀傳輸設備10的LAN信號111， 以根據(jù)自適應調制確定單元M的調制方法通知信號241所指定的調制方法來執(zhí)行對LAN 信號111的調制，從而向擔當無線對應站的無線傳輸設備30發(fā)送無線發(fā)送信號211。此外， 無線接收機22從無線傳輸設備30接收無線接收信號301，以基于自適應調制確定單元M 的調制方法通知信號241所指定的調制方法來解調無線接收信號301，從而經(jīng)由幀生成單元23向MAC幀傳輸設備10輸出LAN信號231。此外，無線接收機22檢測無線接收信號301 的接收功率，以向自適應調制確定單元M轉發(fā)接收功率監(jiān)視信號221。當調制方法改變時，幀生成單元23對由自適應調制確定單元M的調制方法通知信號241所指定的調制方法進行編碼，其中，當選擇64QAM時，將暫停幀的暫停時間字段 Fl (參見圖3)與“0x0001”復用，或者當選擇QPSK時，將暫停時間字段Fl與“0x0002”復用，以使得可以將來自無線接收機22的調制信號與所復用的暫停幀一起作為LAN信號231 輸出至MAC幀傳輸設備10。在上述的本實施例的無線傳輸裝置中，具有自適應調制功能的無線傳輸設備20編碼當前選擇的調制方法，并將其與暫停幀的暫停時間字段Fl相復用，從而向MAC幀傳輸設備10轉發(fā)所復用的暫停幀。這允許MAC幀傳輸設備10檢測無線傳輸設備20的調制方法(即，無線傳輸容量)。此外，這允許MAC幀傳輸設備10切換到適于通信質量確定單元 12所檢測到的無線傳輸容量的期望QoS設置，在MAC幀傳輸設備10中，事先登記了按照每一無線傳輸容量的QoS設置。 因此，在本實施例的無線傳輸裝置中，將MAC幀傳輸設備10和具有自適應調制功能的無線傳輸設備20分別安裝在單獨的外殼中，其中，當無線傳輸線路展示出良好的質量時，MAC幀中的最高優(yōu)先級幀通過增加調制方法的多值數(shù)(S卩，無線傳輸容量)而經(jīng)受SP發(fā)送，而當無線傳輸線路由于壞天氣而使質量惡化時，降低調制方法的多值數(shù)。這防止了無線傳輸容量被高優(yōu)先級幀所占據(jù)，從而實現(xiàn)了在所有優(yōu)先級處的WRR傳輸。此外，無線傳輸設備20與MAC幀傳輸設備10協(xié)同操作，從而使得可以切換到適于無線傳輸容量的QoS設置。
在本實施例中，將無線傳輸容量信息與從無線傳輸設備20轉發(fā)至MAC幀傳輸設備 10的暫停幀一起復用，以使得MAC幀傳輸設備10可以提取無線傳輸容量信息。與基于特定時間中的暫停幀的接收次數(shù)來估計無線傳輸設備的擁塞狀態(tài)的常規(guī)方法相比較，本實施例能夠在短時間內檢測到無線傳輸容量，由此，MAC幀傳輸設備10能夠切換QoS設置，以跟蹤由于自適應調制而造成的無線傳輸容量的連續(xù)變化的條件。當無線傳輸容量由于MAC幀傳輸設備10對QoS設置的高速切換而降低時，可以快速降低MAC幀傳輸設備10的發(fā)送速率，以降低駐留在無線傳輸設備20中的LAN幀的量，由此，即使當使用小容量的接收緩存時，也可以防止LAN幀溢出。換言之，可以降低被用來從 MAC幀傳輸設備10向無線傳輸設備20發(fā)送LAN信號的接收緩存的容量(大小)。由于使用基于IEEE802. 3的暫停幀來通知無線傳輸容量信息，本發(fā)明應該通過根據(jù)IEEE802. 3規(guī)定的橋L2SW或者路由器來端接。即使在將無線傳輸設備與不能夠從暫停幀中檢測到無線傳輸容量信息的MAC幀傳輸設備耦合時，由于不向用戶網(wǎng)絡發(fā)送復用有無線傳輸容量信息的暫停幀，因而也可以防止網(wǎng)絡流量的無用消耗。另一方面，當將已存在的無線傳輸設備與不能夠從暫停幀中檢測到無線傳輸容量信息的MAC幀傳輸設備耦合時， MAC幀傳輸設備可以向用戶網(wǎng)絡發(fā)送暫停幀，以使得沒有必要地浪費了網(wǎng)絡流量，因為需要單獨的控制幀來通知無線傳輸容量信息。由于將本實施例設計為使得MAC幀傳輸設備10和具有自適應調制功能的無線傳輸設備20被分別安裝在單獨的外殼中，因而可以將無線傳輸設備20的功能變窄到無線功能，其中，可以采用對于可連接到其它無線傳輸設備的無線站來說公共的常規(guī)的無線傳輸設備、每個都集成了多個線路的節(jié)點以及用于簡單地中繼無線信號的中繼站；因此，可以降低促進無線傳輸設備的成本，并使得維護工作簡單化。本實施例的無線傳輸設備(參見圖1)傳輸被編碼并且并入到圖3中示出的暫停幀的暫停時間字段Fl中的調制方法；然而這不是限制。例如，可以將無線傳輸容量編碼并且并入到暫停時間字段Fl中，或者可以復用無線傳輸容量信息。圖2中示出的幀分析單元 11-1通過使用IEEE802. IP所規(guī)定的MAC幀的優(yōu)先級標識符來執(zhí)行分析；然而這不是限制。 例如，可以通過使用REF791所規(guī)定的IPv4分組的ToS字段、RFC2470所規(guī)定的IPv6分組的TC字段或者RFC3270所規(guī)定的MPLS-EXP字段來執(zhí)行分析，其中的每一個都與MAC幀的有效載荷相復用。
在本實施例的無線傳輸裝置中，具有自適應調制功能的無線傳輸設備20向MAC幀傳輸設備10通知無線傳輸容量信息，MAC幀傳輸設備10繼而響應于該無線傳輸容量而切換到QoS設置；然而這不是限制。例如，將QoS設置與圖3中示出的暫停幀中的填充字段F2 相復用，從而允許無線傳輸設備20直接確定MAC幀傳輸設備10的QoS設置。在本實施例中，MAC幀傳輸設備10采用四階段優(yōu)先級，以通過使用WRR或者通過使用SP和WRR的組合來確定優(yōu)先級控制邏輯，而無線傳輸設備20采用兩種類型的調制方法(即，64QAM和QPSK)作為其自適應調制功能；然而這不是限制。本發(fā)明能夠適當?shù)卦黾觾?yōu)先級的階段的數(shù)目、優(yōu)先級控制邏輯的數(shù)目、以及調制方法的類型的數(shù)目；此外，本發(fā)明能夠容易地擴展QoS設置。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線傳輸裝置的構造的方框圖。圖1中示出的無線傳輸裝置采用將MAC幀傳輸設備10和無線傳輸設備20—對一連接的配置，而圖5中示出的無線傳輸裝置采用將多個無線傳輸設備(即，無線傳輸設備 Al (81)、無線傳輸設備A2 (83)和無線傳輸設備A3 (85))連接到MAC幀傳輸設備A (70)的配置。在此，無線傳輸設備81發(fā)送無線發(fā)送信號201并接收無線接收信號400 ；無線傳輸設備83發(fā)送無線發(fā)送信號301并接收無線接收信號500 ；以及無線傳輸設備85發(fā)送無線發(fā)送信號401并接收無線接收信號600。圖5中示出的無線傳輸裝置對無線對應站之間的多個無線傳輸線路進行合并，以顯著增大總的無線傳輸容量，其中，即使當無線傳輸容量由于自適應調制功能而改變時，也可以基于從暫停幀提取的無線傳輸容量信息來切換適于無線傳輸容量81、83、85的QoS設置。具體地，包括在圖5中示出的無線傳輸裝置中的MAC幀傳輸設備70的幀交換機17 以幀為單位向無線傳輸設備81、83、85的通信質量控制單元71、73、75分配來自用戶網(wǎng)絡50 的LAN信號100。通信質量確定單元72、74、76檢測與來自無線傳輸設備81、83、85的LAN 信號702、703、704中所包括的暫停幀復用的無線傳輸容量信息，以從事先設置的多個QoS 設置中選擇對應的QoS設置，從而向通信質量控制單元71、73、75輸出通信質量控制信號 721、741、761。從而，可以應用適于無線傳輸設備81、83、85的無線傳輸容量的QoS設置。MAC幀傳輸設備70的幀交換機17將無線傳輸設備81、83、85的LAN信號702、703、 704集成在LAN信號174中，LAN信號174被發(fā)送至用戶網(wǎng)絡50。因此，從用戶網(wǎng)絡50的角度看，可以增大總的無線傳輸容量。在該連接中，使用與MAC地址相復用的IP分組的IP地址、VLAN-ID或者有效載荷、 或者根據(jù)所規(guī)定的協(xié)議來執(zhí)行幀交換機17中的每個幀的分配邏輯；然而這不是限制。根據(jù)本發(fā)明的無線傳輸設備和MAC幀傳輸設備不必局限于上述實施例；因此，在所附權利要求的范圍內，可以實現(xiàn)各種實施例。工業(yè)適用性本發(fā)明是用于提供無線通信系統(tǒng)的有效技術。具體地，在無線傳輸容量由于自適應調制功能而動態(tài)改變的情況下，本發(fā)明能夠實時地切換到適于無線傳輸容量的QoS設置。附圖標記的說明10 MAC幀傳輸設備A
11通信質量控制單元
12通信質量確定單元
20無線傳輸設備A
21無線發(fā)射機
22無線接收機
23幀生成單元
24自適應調制確定單元
30無線傳輸設備B
40MAC幀傳輸設備B
50用戶網(wǎng)絡A
60用戶網(wǎng)絡B
權利要求
1.一種無線傳輸裝置，所述無線傳輸裝置將具有自適應調制功能的無線傳輸設備與 MAC幀傳輸設備相連接，所述自適應調制功能響應于無線傳輸線路的質量變化來切換無線傳輸容量，所述MAC幀傳輸設備確定并控制通信質量，其中，所述MAC幀傳輸設備根據(jù)從所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備轉發(fā)的暫停幀檢測當前無線傳輸容量，從事先設置的多個QoS設置中選擇適于所述無線傳輸容量的 QoS設置，并基于所選擇的QoS設置執(zhí)行關于來自用戶網(wǎng)絡的LAN信號的控制操作，從而將所述LAN信號轉發(fā)至所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備，以及其中，所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備基于從無線對應站發(fā)送的接收信號的接收功率來確定調制方法，將所述調制方法復用到所述暫停幀中，并將所述暫停幀輸出至所述MAC幀傳輸設備，同時基于所述調制方法調制從所述MAC幀傳輸設備轉發(fā)的LAN信號， 從而將所述LAN信號發(fā)送至所述無線對應站。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線傳輸裝置，其中，所述MAC幀傳輸設備和所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備聯(lián)合配置層2交換機L2SW或路由器，通過將目的地址和標識符并入MAC幀以及通過將所復用的數(shù)據(jù)的標識符和目的地址并入有效載荷中，所述L2SW或路由器進行對目的端口的傳送，其中，所述MAC幀傳輸設備執(zhí)行優(yōu)先級控制和頻帶限制。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線傳輸裝置，其中，當無線傳輸線路的質量惡化時，所述具有自適應調制功能的無線傳輸設備切換到具有大的系統(tǒng)增益和小的無線傳輸容量的調制方法，而當無線傳輸線路呈現(xiàn)出良好的質量時，所述無線傳輸設備切換到具有小的系統(tǒng)增益和大的無線傳輸容量的另一調制方法。
4.根據(jù)權利要求1所述的無線傳輸裝置，其中，所述MAC幀傳輸設備耦接到多個具有自適應調制功能的無線傳輸設備，以及所述MAC幀傳輸設備確定和控制關于所述多個具有自適應調制功能的無線傳輸設備中的每個的通信質量。
5.一種適于使用自適應調制方法進行無線通信的MAC幀傳輸方法，所述自適應調制方法響應于無線傳輸線路的質量變化來切換無線傳輸容量，所述MAC幀傳輸方法包括基于從無線對應站發(fā)送的接收信號的接收功率來確定調制方法，將所述調制方法與暫停幀復用；根據(jù)復用了所述調制方法的暫停幀檢測當前無線傳輸容量；從事先設置的多個QoS設置中選擇適于所述無線傳輸容量的QoS設置；基于所選擇的QoS設置執(zhí)行關于來自用戶網(wǎng)絡的LAN信號的控制操作；以及基于所述調制方法調制所述LAN信號，從而將所述LAN信號發(fā)送至所述無線對應站。
6.根據(jù)權利要求5所述的MAC幀傳輸方法，其中，當無線傳輸線路的質量惡化時，將所述調制方法切換到具有大的系統(tǒng)增益和小的無線傳輸容量的調制方法，而當無線傳輸線路呈現(xiàn)出良好的質量時，將所述調制方法切換到具有小的系統(tǒng)增益和大的無線傳輸容量的另一調制方法。
全文摘要
在連接到用戶網(wǎng)絡或無線對應站的當前站中，將具有自適應調制功能的無線傳輸設備和用于確定和控制通信質量的MAC幀傳輸設備耦合在一起，以起到層2交換機(L2SW)或路由器的功能，該自適應調制功能響應于無線傳輸線路的質量變化來切換無線傳輸容量。無線傳輸設備基于從無線對應站發(fā)送的接收信號的接收功率來確定調制方法，其中，將調制方法與暫停幀復用，然后將暫停幀輸出至所述MAC幀傳輸設備。MAC幀傳輸設備根據(jù)復用了調制方法的暫停幀檢測當前無線傳輸容量，從事先設置的多個QoS設置中選擇適于無線傳輸容量的QoS設置，并基于所選擇的QoS設置執(zhí)行關于來自用戶網(wǎng)絡的LAN信號的控制操作，從而將LAN信號轉發(fā)至無線傳輸設備。無線傳輸設備基于調制方法調制從MAC幀傳輸設備轉發(fā)的LAN信號，從而將該LAN信號發(fā)送至無線對應站。
文檔編號H04L12/56GK102415134SQ20108001772
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權日2009年5月1日
發(fā)明者中島裕明 申請人:日本電氣株式會社