一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，選用多檔發(fā)送速率進行無線數(shù)據(jù)發(fā)送，包括如下步驟：a)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率；b)如果發(fā)送失敗，每次重傳前，繼續(xù)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給后續(xù)檔位的發(fā)送速率，直至所有檔位均分配到可用發(fā)送速率；c)每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送之前，比較所有檔位的可用發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率來發(fā)送數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明提供的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，通過發(fā)包前可用速率的最優(yōu)選擇，重傳時可用最優(yōu)速率的實時更新，從而大幅度提高無線下行發(fā)送速率，大幅提升數(shù)據(jù)吞吐率，達到信道利用率的最大化。
【專利說明】一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通信方法，尤其涉及一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的無線發(fā)送速率有一個缺陷，在802.11無線設(shè)備眾多，干擾較復雜的應用場景下，無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀所選擇的速率會急劇下降?，F(xiàn)有無線設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀所選擇的速率，由于沒有實時的反饋調(diào)整機制，因此無法達到信道利用率的最大化。當線信道環(huán)境變差，重傳率達到預設(shè)閾值時，為了保證通信的可靠性，往往長時間采用低速率進行傳輸。而同等幀長采用低速率需要更長的傳輸時間，導致信道占用率的升高，致使本已惡劣的無線信道環(huán)境變得更加惡化。因此，有必要對現(xiàn)有的無線發(fā)送速率進行優(yōu)化改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，能夠大幅度提高無線空中接口的下行發(fā)送速率，大幅提升數(shù)據(jù)吞吐率，使得在任何頻段的電磁環(huán)境下，都能達到信道利用率的最大化以及最大的傳輸性能。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，選用多檔發(fā)送速率進行無線數(shù)據(jù)發(fā)送，其中，包括如下步驟:a)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率山)如果發(fā)送失敗，每次重傳前，繼續(xù)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給后續(xù)檔位的發(fā)送速率，直至所有檔位均分配到可用發(fā)送速率；c)每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送之前，比較所有檔位的可用發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率來發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
[0005]上述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其中，如果步驟b)中獲得的最大吞吐量對應的速率已經(jīng)分配過，則將該發(fā)送速率的嘗試次數(shù)加I。
[0006]上述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其中，如果重傳率低于預設(shè)閾值，重新計算所有發(fā)送速率的吞吐量，如果最大吞吐量對應的速率未分配過，選擇重新計算獲取最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率，并將第一檔位發(fā)送速率的嘗試次數(shù)設(shè)為I;原有檔位分配的可用發(fā)送速率依原有次序依次填入，舍棄最后一檔速率。
[0007]上述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其中，所述吞吐量為v*p值，每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送后，對該發(fā)送速率下的發(fā)包成功率進行更新，V為發(fā)送速率，P為發(fā)包成功率。
[0008]上述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其中，所述所有發(fā)送速率包括802.1ln射頻速率的MCS速率表中的所有發(fā)送速率。
[0009]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明提供的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，通過發(fā)包前的可用速率的最優(yōu)選擇，以及重傳時可用最優(yōu)速率的實時更新，從而大幅度提高無線空中接口的下行發(fā)送速率，大幅提升數(shù)據(jù)吞吐率，使得在任何頻段的電磁環(huán)境下，都能達到信道利用率的最大化以及最大的傳輸性能?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明使用的無線發(fā)包流程示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明無線發(fā)送速率的優(yōu)化流程示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明無線發(fā)送速率的詳細優(yōu)化示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0014]圖1為本發(fā)明使用的無線發(fā)包流程示意圖。
[0015]請參見圖1，無線設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，軟件要為DMA硬件組裝好名為TXDescriptor (發(fā)送描述符)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，它由很多個字段(域)信息構(gòu)成，其中有兩項用于選擇發(fā)送速率的字段:一是txjriesN，表示對應速率的發(fā)送嘗試次數(shù)(重傳次數(shù)+1)；二是tx_rateN，表示速率值。這樣的字段一共有4組，對應于4檔不同的速率。右上可見，在硬件發(fā)送處理前，通過發(fā)包前的速率擇優(yōu)和發(fā)包后的速率權(quán)重更新可以進行無線發(fā)送速率的優(yōu)化處理。速率權(quán)重作為速率選擇時的重要參考依據(jù)，它為速率擇優(yōu)提供了必要的信息反饋。
[0016]圖2為本發(fā)明無線發(fā)送速率的優(yōu)化流程示意圖。
[0017]請繼續(xù)參見圖2，本發(fā)明提供的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，包括如下步驟:
[0018]步驟S1:計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率；所述所有發(fā)送速率包括802.1ln射頻速率的MCS速率表中的所有發(fā)送速率。
[0019]步驟S2:如果發(fā)送失敗，每次重傳前，繼續(xù)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給后續(xù)檔位的發(fā)送速率，直至所有檔位均分配到可用發(fā)送速率；如果更新獲得的最大吞吐量對應的速率已經(jīng)分配過，則將該發(fā)送速率的嘗試次數(shù)加I。
[0020]步驟S3:每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送之前，比較所有檔位的可用發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率來發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
[0021]本發(fā)明提供的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，吞吐量越高說明單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘吭酱螅畔⒘靠梢越频葍r為數(shù)據(jù)幀體所含的比特數(shù)。而單位時間內(nèi)所傳輸?shù)谋忍財?shù)就是速率(bps)，所以速率是影響吞吐量很重要的一大因素。衡量吞吐量性能，換一種等價的說法是，傳輸單位大小的信息量，所消耗的時間越短，吞吐量越高。如果發(fā)生了錯幀，需要重傳，那還需要把重傳的開銷考慮進來，重傳越多，吞吐量越低。用數(shù)學的形式可以這樣表達:信息量/比特數(shù)/幀長用I表示，速率用V表示，傳輸成功花費的時間用t表示，傳輸總次數(shù)用η表示，單次發(fā)送的幀間距sifs以及等待相應ACK幀的時長總計為常量t0，那么有下面的近似關(guān)系:t = (l/v+t0)*n。很顯然，t越小意味著吞吐量越大,對于信息量I和開銷t0都確定的情況下，提高速率V和降低傳輸次數(shù)n，都能起到提升吞吐量的作用。從關(guān)系式上看，l*n/v是較高階的項，t0*n是較低階的項，為了簡化實現(xiàn)細節(jié),本發(fā)明選取高階項l*n/V.略去常量1，吞吐量就只和η和V相關(guān)，并且同v/n成正比。而I/η可以間接地用發(fā)包成功率P來表示，最終本發(fā)明采用v*P表示吞吐量，每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送后，對該發(fā)送速率下的發(fā)包成功率進行更新，V為發(fā)送速率，P為發(fā)包成功率，詳細優(yōu)化處理流程如圖3所示。
[0022]由上可見，只要在數(shù)據(jù)幀發(fā)送之前的選擇速率環(huán)節(jié)，比較所有可用速率的v*p值，取其中最大的那檔速率來發(fā)送，就能使單臺AP的吞吐量達到最優(yōu)。所有AP吞吐量都達到最優(yōu)時，整個WLAN網(wǎng)絡(luò)的性能也就是最優(yōu)的，實質(zhì)上起到了最大化無線頻譜資源利用率的作用。本發(fā)明提供的更新速率權(quán)重環(huán)節(jié)，適合用來統(tǒng)計和計算發(fā)包成功率P，因為這時能夠獲取發(fā)送或重傳的結(jié)果狀態(tài)，用以給發(fā)送前的速率選擇提供反饋。
[0023]本發(fā)明提供的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，要求每次發(fā)送或重傳，都要選擇最優(yōu)的速率。每一檔速率的選擇是基于前一檔發(fā)送失敗，需要重傳這一前提下做出的。假定第一檔已經(jīng)發(fā)送失敗了，那么立即就對第一檔速率的發(fā)送成功率P進行更新，因為假定發(fā)送失敗了一次，所以更新后的P值一定小于之前的P值，重新計算出的v*p也會減小，那么再一次從所有速率中，找到的V*P最大的那個速率，就可能不再是第一檔的速率了。如果選到的速率和第一檔相同，那本發(fā)明就把第一檔速率的嘗試次數(shù)增加一次；如果選到了新的速率，那就將其填入第二檔速率，初次的嘗試次數(shù)定為I。接著，再次假定剛選出的這個速率又失敗了一次，重新計算它的P值和v*p，并重新根據(jù)v*p，在所有速率中選出新的最優(yōu)速率。如果和上一檔相同，則嘗試次數(shù)加1，否則填入下一個新的速率檔位中。如此循環(huán)往復，直至4個速率檔位填滿為止。具體如下表所示:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，選用多檔發(fā)送速率進行無線數(shù)據(jù)發(fā)送，其特征在于，包括如下步驟: a)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率； b)如果發(fā)送失敗，每次重傳前，繼續(xù)計算所有發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率分配給后續(xù)檔位的發(fā)送速率，直至所有檔位均分配到可用發(fā)送速率； c)每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送之前，比較所有檔位的可用發(fā)送速率的吞吐量，選擇最大吞吐量對應的速率來發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
2.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其特征在于，如果步驟b)中獲得的最大吞吐量對應的速率已經(jīng)分配過，則將該發(fā)送速率的嘗試次數(shù)加I。
3.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其特征在于，如果重傳率低于預設(shè)閾值，重新計算所有發(fā)送速率的吞吐量，如果最大吞吐量對應的速率未分配過，選擇重新計算獲取最大吞吐量對應的速率分配給第一檔位發(fā)送速率，并將第一檔位發(fā)送速率的嘗試次數(shù)設(shè)為I ;原有檔位分配的可用發(fā)送速率依原有次序依次填入，舍棄最后一檔速率。
4.如權(quán)利要求1所述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其特征在于，所述吞吐量為v*P值，每次在數(shù)據(jù)幀發(fā)送后，對該發(fā)送速率下的發(fā)包成功率進行更新，V為發(fā)送速率，P為發(fā)包成功率。
5.如權(quán)利要求1?4任一項所述的無線發(fā)送速率的優(yōu)化方法，其特征在于，所述所有發(fā)送速率包括802.1ln射頻速率的MCS速率表中的所有發(fā)送速率。
【文檔編號】H04W28/22GK103781128SQ201410061131
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】原佳 申請人:南京智達康無線通信科技股份有限公司