專利名稱：測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與本發(fā)明一致的設(shè)備和方法涉及測(cè)量無線信道質(zhì)量，更具體地說，涉及通過測(cè)量在采用IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法的無線網(wǎng)絡(luò)中的站之間的競(jìng)爭(zhēng)來測(cè)量無線信道質(zhì)量。
背景技術(shù)：
為了改進(jìn)發(fā)送無線數(shù)據(jù)的設(shè)備的性能，有必要測(cè)量發(fā)送/接收數(shù)據(jù)幀的無線信道質(zhì)量。測(cè)量的無線信道質(zhì)量可以是用于向用戶提供高質(zhì)量服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)。例如，在多個(gè)無線信道中，在當(dāng)前無線信道質(zhì)量較差時(shí)，通過測(cè)量無線信道質(zhì)量選擇最佳質(zhì)量的無線信道。無線信道質(zhì)量受到無線電信號(hào)的強(qiáng)度以及由使用共同信道的多個(gè)無線站導(dǎo)致的競(jìng)爭(zhēng)等的影響。
為了在經(jīng)由有線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)中有效使用網(wǎng)絡(luò)的功能，提供關(guān)于在對(duì)象之間進(jìn)行什么通信、如何進(jìn)行通信以及何時(shí)進(jìn)行通信的標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)范，稱之為協(xié)議。根據(jù)諸如協(xié)議是用于有線還是無線網(wǎng)絡(luò)、使用什么傳送介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)等的網(wǎng)絡(luò)特性來確定基于開放系統(tǒng)互連(OSI)7-層的通信協(xié)議。
當(dāng)OSI 7-層使用無線局域網(wǎng)(LAN)作為傳送介質(zhì)時(shí)，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層按照無線LAN標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的執(zhí)行無線LAN的功能。數(shù)據(jù)鏈路層主要控制無線鏈路差錯(cuò)，節(jié)點(diǎn)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的訪問等。物理層主要經(jīng)由無線頻率傳輸無線分組。數(shù)據(jù)鏈路層可分為邏輯鏈路控制層和MAC層。邏輯鏈路控制層同步OSI層2并控制該層的差錯(cuò)。MAC層控制鄰近節(jié)點(diǎn)的訪問和無線介質(zhì)，從而多個(gè)節(jié)點(diǎn)可有效使用傳送介質(zhì)而沒有沖突。IEEE 802.11無線LAN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定MAC層和物理層的功能。
MAC可以是無競(jìng)爭(zhēng)方法，該方法基于時(shí)間和頻帶將信道劃分為頻分多址(FDMA)信道或時(shí)分多址(TDMA)信道，并將特定的信道映射為僅由特定用戶使用，或MAC也可以是競(jìng)爭(zhēng)方法，其中，多個(gè)用戶共享介質(zhì)，每當(dāng)用戶傳輸數(shù)據(jù)時(shí)就允許訪問介質(zhì)，如果產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，則使用某種算法來解決競(jìng)爭(zhēng)。載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)是代表性的基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議，其中，使用載波偵聽方案檢查傳送介質(zhì)并控制對(duì)傳送介質(zhì)的訪問，從而傳輸節(jié)點(diǎn)通過避免沖突而不浪費(fèi)由于數(shù)據(jù)幀的沖突導(dǎo)致的傳輸容量。CSMA/CA方法用作IEEE 802.11中的MAC標(biāo)準(zhǔn)。
圖1示出使用隨機(jī)退避處理的CSMA/CA方法。參照?qǐng)D1，分布式幀間間隔(DIFS)表示用于保護(hù)幀傳輸?shù)膸g的間隔。
想要傳輸幀的第一站檢測(cè)信道的狀態(tài)。如果信道空閑，則第一站發(fā)送幀。否則，如果檢測(cè)到信道忙碌，則第一站在發(fā)送幀之前等待一段時(shí)間周期(延遲訪問)，這是一個(gè)退避處理。僅在進(jìn)入作為退避時(shí)間的退避處理之前隨機(jī)確定檢測(cè)幀的傳輸?shù)臅r(shí)間周期。當(dāng)其它站完成使用信道時(shí)，在DIFS時(shí)間期間檢查出信道空閑。為了避免與等待幀的傳輸?shù)牡诙緵_突，將退避定時(shí)器設(shè)置為等于退避時(shí)間，如果退避定時(shí)器減少為0，則第二站可傳輸幀。
在站傳輸幀之前，退避時(shí)間可能沒有完全過去，但在退避處理期間使用檢測(cè)到信道忙碌的時(shí)間周期。當(dāng)進(jìn)入退避處理時(shí)，站將退避定時(shí)器初始化為退避時(shí)間，僅當(dāng)信道空閑時(shí)減少退避定時(shí)器，如果退避定時(shí)器減少為0，則傳輸幀。因此，如果信道忙碌，則正當(dāng)信道空閑時(shí)減少退避定時(shí)器的站停止退避定時(shí)器，等待一個(gè)時(shí)間周期，如果信道再次空閑，則傳輸幀。在CSMA/CA方法中，諸如請(qǐng)求發(fā)送/清除發(fā)送(RTS/CTS)的控制分組用于確定站何時(shí)使用信道，并防止其它站使用傳送介質(zhì)達(dá)到一段時(shí)間周期，從而減少無線信道中的沖突概率。
圖2示出當(dāng)基于CSMA/CA的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生時(shí)的幀的傳輸，還示出多個(gè)站如何解決競(jìng)爭(zhēng)以及使用基于CSMA/CA的隨機(jī)退避處理傳輸幀。
參照?qǐng)D2，當(dāng)站B、C、D傳輸幀時(shí)，站B、C和D檢查信道是空閑還是忙碌。由于當(dāng)站A傳輸幀時(shí)信道忙碌，因此站B、C和D不立即傳輸它們的幀，并進(jìn)入退避處理。在退避處理期間，站B、C和D隨機(jī)設(shè)置退避時(shí)間，等待直到信道空閑，操作退避定時(shí)器，減少退避時(shí)間。在站A完成幀傳輸之后，站B、C和D保持在退避處理下。因?yàn)檎綜具有最短退避時(shí)間，所有其首先占用信道并傳輸它的幀。
一旦站C占用信道，其它站就確定信道忙碌。正運(yùn)行其各自的退避定時(shí)器的站B和D停止退避定時(shí)器并等待直到信道再次空閑。在站C傳輸幀的同時(shí)，由于信道忙碌，因此具有待傳輸?shù)膸恼綞無法傳輸幀，并隨同站B和D進(jìn)入退避處理而進(jìn)入退避處理。通過連續(xù)執(zhí)行這些操作，當(dāng)在信道具有空閑狀態(tài)時(shí)站B的退避定時(shí)器減少到0時(shí)，站B傳輸幀。
在CSMA/CA方法中，站通過接收確認(rèn)(ACK)幀來確認(rèn)是否成功傳輸幀。如果站沒有在指定時(shí)間內(nèi)接收到ACK幀，則站判決在幀的傳輸期間產(chǎn)生信道差錯(cuò)或信道沖突，并通過退避處理再次傳輸幀。嘗試站來傳輸幀的次數(shù)是限定的。如果站在限定的傳輸嘗試次數(shù)中沒有傳輸所述幀，則站放棄傳輸幀。
由于特定的站不使用諸如TDMA或FDMA的特定信道而是多個(gè)站使用共同信道，因此CSMA/CA MAC方法目的在于有效解決競(jìng)爭(zhēng)?；诟?jìng)爭(zhēng)的CSMA/CA MAC方法受鏈路質(zhì)量以及站之間的競(jìng)爭(zhēng)影響，而鏈路質(zhì)量由于在物理信道中產(chǎn)生的諸如噪聲或干擾的信號(hào)的不安全性而降低。因此，當(dāng)測(cè)量諸如鏈路吞吐量的無線信道質(zhì)量時(shí)，采用CSMA/CAMAC方法的系統(tǒng)必須關(guān)注站之間的競(jìng)爭(zhēng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例克服上述缺點(diǎn)和以上未描述的其它缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明無需克服上述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可不克服上述問題中的任意一個(gè)。
本發(fā)明提供一種用于基于使用共同無線信道的站之間的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，該方法包括計(jì)算站之間的競(jìng)爭(zhēng)，其中，所述站用于經(jīng)由使用基于競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問方法的無線信道傳輸幀；以及基于計(jì)算的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量。
可基于每幀延遲傳輸?shù)臄?shù)量計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)，可使用有效幀傳輸速度測(cè)量無線信道質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，該方法包括測(cè)量連接多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中的每幀延遲傳輸?shù)臄?shù)量；以及基于測(cè)量的每幀延遲幀傳輸?shù)臄?shù)量，計(jì)算指示幀傳輸速度受到站之間的競(jìng)爭(zhēng)影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，該方法包括計(jì)算經(jīng)由多個(gè)無線鏈路連接多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中的所述多個(gè)站之間的競(jìng)爭(zhēng)率；以及基于計(jì)算的競(jìng)爭(zhēng)率選擇無線鏈路中的一個(gè)作為通信鏈路。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括信號(hào)質(zhì)量分析器，計(jì)算連接到多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中的物理信道的傳輸速度；競(jìng)爭(zhēng)分析器，計(jì)算指示幀傳輸速度受到站之間的競(jìng)爭(zhēng)影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)；以及有效傳輸速度計(jì)算器，基于競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)和物理信道的傳輸速度計(jì)算經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)有效地傳輸幀的有效傳輸速度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括競(jìng)爭(zhēng)分析器，計(jì)算經(jīng)由多個(gè)無線鏈路連接多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中的所述多個(gè)站之間的競(jìng)爭(zhēng)率；信號(hào)質(zhì)量分析器，計(jì)算無線網(wǎng)絡(luò)中的物理信道的傳輸速度；有效傳輸速度計(jì)算器，基于競(jìng)爭(zhēng)率和物理信道的傳輸速度計(jì)算用于經(jīng)由無線鏈路中的每一個(gè)有效地傳輸幀的有效傳輸速度；以及鏈路分配塊，基于計(jì)算的有效傳輸速度分配無線鏈路中的一個(gè)作為通信鏈路。
一種記錄能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它方面將會(huì)變得更加清楚，其中圖1示出使用隨機(jī)退避處理的載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)方法；圖2示出當(dāng)基于CSMA/CA的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)生時(shí)幀的傳輸；圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備的系統(tǒng)；圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的使用測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備計(jì)算有效幀傳輸速度的方法的流程圖；圖6是解釋有效傳輸速度的計(jì)算的示圖；圖7是示出自競(jìng)爭(zhēng)率(SCR)的變化對(duì)每個(gè)站的吞吐量的變化的圖；以及圖8和圖9是示出經(jīng)由一般無線信道和經(jīng)由使用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法選擇的無線信道的幀傳輸之間的比較的示圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照示出本發(fā)明示例性實(shí)施例的附圖更充分地描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備應(yīng)用于使用在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的CSMA/CA MAC方法的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，但所述設(shè)備并非受限于所述示例性實(shí)施例。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的包括測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100的系統(tǒng)。測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100通過裝置接口50連接到站S1，S2，......，Sn(10a，10b，......10n)。測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100接收諸如信號(hào)強(qiáng)度、噪聲強(qiáng)度、無線信道的數(shù)據(jù)率等無線信號(hào)的信息、根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)延遲幀傳輸?shù)臄?shù)量Dcnt、經(jīng)由裝置接口50的幀傳輸嘗試的數(shù)量Tcnt，并計(jì)算有效傳輸速度Seff。測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100可應(yīng)用于包括一個(gè)或多個(gè)無線鏈路的系統(tǒng)。
將由測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100計(jì)算的有效傳輸速度Seff傳遞到更高層應(yīng)用塊200，并根據(jù)應(yīng)用要求來使用它。例如，如果應(yīng)用塊200是鏈路分配塊，則測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100基于有效傳輸速度Seff對(duì)多個(gè)無線鏈路的總體質(zhì)量進(jìn)行比較，并選擇具有最佳質(zhì)量的無線鏈路來傳輸幀。不受無線信道信號(hào)質(zhì)量影響的系統(tǒng)或?qū)o線信道信號(hào)質(zhì)量不感興趣的系統(tǒng)可使用競(jìng)爭(zhēng)率作為無線信道總體質(zhì)量。
圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100的框圖。測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100包括信號(hào)質(zhì)量分析器110、競(jìng)爭(zhēng)分析器120、有效傳輸速度計(jì)算器130。競(jìng)爭(zhēng)分析器120包括延遲率計(jì)算器123和競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)計(jì)算器125。
信號(hào)質(zhì)量分析器110基于無線信號(hào)的信息分析無線信道的信號(hào)質(zhì)量Sphy。競(jìng)爭(zhēng)分析器120基于幀傳輸嘗試的數(shù)量以及延遲的數(shù)量分析無線信道中的競(jìng)爭(zhēng)具體值(occurence)Cf。有效傳輸速度計(jì)算器130基于由信號(hào)質(zhì)量分析器110分析的信號(hào)質(zhì)量Sphy和由競(jìng)爭(zhēng)分析器120分析的競(jìng)爭(zhēng)具體值Cf來計(jì)算無線信道的有效幀傳輸速度Seff，即有效吞吐量。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備100計(jì)算有效幀傳輸速度的方法的流程圖。包括在競(jìng)爭(zhēng)分析器120中的延遲率計(jì)算器123經(jīng)由裝置接口50接收延遲的數(shù)量Dcnt和幀傳輸嘗試的數(shù)量Tcnt，并計(jì)算延遲率Drate，其為每幀延遲的數(shù)量(操作S300)?？墒褂孟率絹碛?jì)算延遲率DrateDrate=DcntTcnt...(1)]]>計(jì)算的延遲率Drate用于計(jì)算指示幀傳輸速度實(shí)際受到競(jìng)爭(zhēng)影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)Cf?？墒褂孟率接?jì)算競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)CfCf=1Drate+1...(2)]]>有效傳輸速度計(jì)算器130基于計(jì)算出的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)Cf和從信號(hào)質(zhì)量分析器110傳遞的SPHY計(jì)算無線信道的有效傳輸速度，Seff=SPHYDrate+1...(3)]]>其中，Seff表示實(shí)際幀傳輸速度，即考慮到由于由競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的延遲效果的幀傳輸速度。此外，SPHY表示當(dāng)不產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)能夠傳輸幀的物理信道的傳輸速度，其受到調(diào)制方法、無線電信號(hào)的強(qiáng)度、噪聲強(qiáng)度等的影響。
圖6是解釋無線信道的有效傳輸速度的計(jì)算的示圖。參照?qǐng)D6，多個(gè)站經(jīng)由共同無線信道傳輸多個(gè)幀，同時(shí)解決站之間的競(jìng)爭(zhēng)。站X決定傳輸其幀，并n次延遲傳輸該幀。在操作期間，n個(gè)站在傳輸其各自的幀的同時(shí)通過基于CSMA/CA的退避處理解決競(jìng)爭(zhēng)。為了簡(jiǎn)明，假設(shè)不交換RTS/CTS分組，并且不產(chǎn)生分組沖突。
下面是系數(shù)的定義TDIFS分布式幀間間隔(DIFS)的時(shí)間長(zhǎng)度Tb_Si由站i從DIFS直到站i嘗試傳輸幀直到完成幀的傳輸?shù)耐吮艿臅r(shí)間長(zhǎng)度。
TB_X由站X決定以當(dāng)站X開始檢測(cè)用于幀傳輸?shù)男诺罆r(shí)在確定信道忙碌之后執(zhí)行退避處理并延遲傳輸幀的退避時(shí)間的長(zhǎng)度。
TFrame由站i傳輸幀所需的時(shí)間長(zhǎng)度，包括在站i傳輸幀之后接收機(jī)傳輸ACK之后的最短幀間序列(SIFS)所需的時(shí)間LFRAME_X由站X傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的字節(jié)LFRAME當(dāng)假設(shè)站傳輸相同字節(jié)的數(shù)據(jù)幀時(shí)的數(shù)據(jù)幀的字節(jié)TFRAME；在物理層傳輸LFRAME的數(shù)據(jù)幀所需的時(shí)間長(zhǎng)度站X及其鄰近節(jié)點(diǎn)，即站S1，S2，S3，......，Sn如下提供幀業(yè)務(wù)站X決定傳輸幀，在部分A中檢測(cè)信道忙碌，并進(jìn)入第一延遲處理。站X確定TB_X為退避時(shí)間，設(shè)置其退避定時(shí)器為TB_X，并執(zhí)行退避處理。當(dāng)信道忙碌時(shí)，站X的退避定時(shí)器不操作。當(dāng)信道空閑時(shí)，在DFIS部分之后減少由退避定時(shí)器設(shè)置的TB_X。
在第一延遲處理之后，由于站S2在部分B中傳輸幀，由此信道再次忙碌，因此站X執(zhí)行第二延遲處理。在第一和第二延遲處理之后，如果其它站在部分C和D中使用信道，則站X確定延遲傳輸幀，停止退避定時(shí)器，并執(zhí)行退避處理。當(dāng)信道再次空閑時(shí)，站X減少由退避定時(shí)器設(shè)置的TB_X。最后，當(dāng)退避定時(shí)器在部分E中為0時(shí)，站X傳輸其數(shù)據(jù)幀。
關(guān)于該方面，可如下計(jì)算站X的有效幀傳輸速度 站X傳輸幀所需的總時(shí)間是在部分A至E的每一個(gè)中所需的時(shí)間，如圖6所示，其可相加如下傳輸幀所需的總時(shí)間＝TFRAME-S1+(TDIFS+Tb-S2+TFRAME-S2)+(TDIFS+Tb-S3+TFRAME-S3)+...+(TDIFS+Tb-Sn+TFRAME-Sn)+(TDIFS+Tb-X+TFRAME-X)＝(TFAME-S1+TFRAME-S2+...+TFRAME-Sn+TFRAME-X)+n×TDIFS+(Tb-S2+Tb-S3+...+Tb-Sn+Tb-X)＝(TFRAME-S1+TFRAME-S2+...+TFRAME-Sn+TFRAME-X)+n×TDIFS+TB-X.....(5)當(dāng)應(yīng)用層具有諸如在文件傳輸處理期間的大容量數(shù)據(jù)時(shí)，由于傳輸層或數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行解分段以具有與應(yīng)用層相同的容量數(shù)據(jù)，因此假定MAC層傳輸相似容量的數(shù)據(jù)。因此，假設(shè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度是LFRAME，傳輸數(shù)據(jù)幀所需的時(shí)間長(zhǎng)度是TFRAME。由站X傳輸幀所需的總時(shí)間如下
傳輸幀所需的總時(shí)間＝(n+1)×TFRAME+n×TDIFS+TB-X＝n×(TFRAME+TDIFS)+TFRAME+TB-X.....(6)數(shù)據(jù)幀遠(yuǎn)大于幀間間隔，退避時(shí)間不可能具有大的值，除非重傳數(shù)據(jù)幀，從而TFRAM＞＞TDIFS并且TFRAM＞＞TB-X。傳輸幀所需的總時(shí)間如下傳輸幀所需的總時(shí)間(n+1)×TFRAME....(7)因此，將在式7中獲得的傳輸幀所需的總時(shí)間代入式4來計(jì)算有效傳輸速度，如下 =1n+1×LFRAMETFRAME]]>=SPHYn+1...(8)]]>其中，如式4所示，SPHY表示當(dāng)不產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)能夠傳輸幀的物理信道的傳輸速度，n表示由站X延遲幀傳輸?shù)臄?shù)量。如上所述，可從式4得到有效傳輸速度，從而測(cè)量無線信道質(zhì)量。
圖7是通過調(diào)整站的數(shù)量以傳輸幀并改變競(jìng)爭(zhēng)來示出自競(jìng)爭(zhēng)率(selfcontention rate，SCR)的變化對(duì)每個(gè)站的吞吐量的變化的圖。提供四個(gè)接收節(jié)點(diǎn)和四個(gè)對(duì)應(yīng)的傳輸節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行測(cè)試，圖7示出測(cè)試的結(jié)果。接收節(jié)點(diǎn)操作“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(netserver)”，傳輸節(jié)點(diǎn)使用“netpert”產(chǎn)生到每個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的流量，以測(cè)量預(yù)定的時(shí)間周期的平均吞吐量和平均SCR。僅一對(duì)節(jié)點(diǎn)在初始階段彼此通信，其后，逐一添加其它對(duì)節(jié)點(diǎn)來根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)中的改變測(cè)量節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)的吞吐量。在測(cè)試期間，固定節(jié)點(diǎn)以根據(jù)純粹節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量中的改變，更具體地說，以防止無線信道質(zhì)量由于信噪比(SNR)改變而改變。下面的表1示出“netpert”的設(shè)置環(huán)境[表1]

由于SCR，測(cè)試的結(jié)果示出隨節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，即站增加，競(jìng)爭(zhēng)和沖突彼此更加相關(guān)，導(dǎo)致站的吞吐量的改變。在這方面，圖7所示的SCR反比于吞吐量。此外，當(dāng)不產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，站具有不同的基本吞吐量，其被認(rèn)為由無線狀態(tài)中的SNR確定。
圖9是示出在包括如圖8所示的五個(gè)接收節(jié)點(diǎn)和五個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)的環(huán)境中，經(jīng)由通過節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)從信道1、6、11中隨機(jī)選擇的信道以及經(jīng)由通過測(cè)量信道中的每一個(gè)的鏈路質(zhì)量而選擇的信道的幀傳輸之間的比較的表。以Mbps測(cè)量信道的質(zhì)量。參照?qǐng)D9，“隨機(jī)選擇”示出通過使用隨機(jī)選擇的無線信道傳輸幀獲得的結(jié)果，而“質(zhì)量估計(jì)選擇”示出通過使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法采用最佳質(zhì)量無線信道來傳輸幀所獲得的結(jié)果。“T”表示一欄的和。
節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)選擇信道1、6和11中的一個(gè)，并與其它節(jié)點(diǎn)通信。接收節(jié)點(diǎn)運(yùn)行“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器”，并且傳輸節(jié)點(diǎn)使用“netpert”產(chǎn)生用于接收節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)流量以測(cè)量預(yù)定的時(shí)間周期的節(jié)點(diǎn)的平均吞吐量。下面的表2示出“netpert”的設(shè)置環(huán)境。


信道的鏈路質(zhì)量的測(cè)量和最佳質(zhì)量信道的選擇示出比隨機(jī)信道的選擇更好的性能。這是因?yàn)殒溌焚|(zhì)量測(cè)量算法用于適當(dāng)?shù)卮_定當(dāng)前鏈路的質(zhì)量是否惡化，并在信道1、6和11中選擇節(jié)點(diǎn)之間的競(jìng)爭(zhēng)很少產(chǎn)生的信道，從而提高信道使用效率。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法用于選擇多個(gè)無線信道中的一個(gè)，并傳輸幀，從而改進(jìn)總體通信效率。
也可將本發(fā)明示例性地實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲(chǔ)其后可用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任意數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置以及載波。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可以是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連的分布式網(wǎng)絡(luò)，從而以分布式方式存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。
如上所述，本發(fā)明可基于無線信號(hào)或噪聲的強(qiáng)度以及當(dāng)在諸如CSMA/CA 802.11的系統(tǒng)中多個(gè)站使用共同無線信道時(shí)產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)來更精確地測(cè)量無線信道質(zhì)量。本發(fā)明可通過經(jīng)測(cè)量無線信道質(zhì)量使用最佳質(zhì)量無線信道傳輸幀來有效地管理鏈路質(zhì)量。
雖然已參照其示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，該方法包括確定站之間的競(jìng)爭(zhēng)，其中，所述站用于經(jīng)由使用基于競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問方法的無線信道傳輸幀；以及基于確定的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)確定競(jìng)爭(zhēng)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，使用有效幀傳輸速度測(cè)量無線信道質(zhì)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述站是在媒體訪問控制(MAC)層的節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無線信道使用載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法。
6.一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，該方法包括測(cè)量連接到多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)；以及基于測(cè)量的每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)確定指示幀傳輸速度受到所述站之間的競(jìng)爭(zhēng)的影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括基于競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)確定經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)有效地傳輸幀的有效傳輸速度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，根據(jù)下式計(jì)算有效傳輸速度Seff=SPHYDrate+1]]>其中，Seff表示有效傳輸速度，Drate表示每幀延遲的傳輸次數(shù)。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，根據(jù)下式計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)，Cf=1Drate+1]]>其中，Cf表示競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)，Drate表示每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，無線網(wǎng)絡(luò)使用載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法。
11.一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法，其中，在多個(gè)信道中將無線鏈路選擇為通信鏈路，該方法包括確定在經(jīng)由多個(gè)無線鏈路連接多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中所述多個(gè)站之間的競(jìng)爭(zhēng)率；以及基于確定的競(jìng)爭(zhēng)率選擇無線鏈路中的一個(gè)作為通信鏈路。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過基于確定的競(jìng)爭(zhēng)率比較無線鏈路的有效幀傳輸速度中的每一個(gè)來選擇通信鏈路。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，無線鏈路使用載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法。
14.一種用于測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括信號(hào)質(zhì)量分析器，確定在連接多個(gè)站的無線網(wǎng)絡(luò)中物理信道的傳輸速度；競(jìng)爭(zhēng)分析器，確定指示幀傳輸速度受到站之間的競(jìng)爭(zhēng)影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)；以及有效傳輸速度計(jì)算器，基于競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)和物理信道的傳輸速度確定經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)有效地傳輸幀的有效傳輸速度。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，競(jìng)爭(zhēng)分析器包括延遲率計(jì)算器，確定無線網(wǎng)絡(luò)中每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)；以及競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)計(jì)算器，基于每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)確定競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)。
16.一種測(cè)量無線信道質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括競(jìng)爭(zhēng)分析器，確定在經(jīng)由多個(gè)無線鏈路連接到站的無線網(wǎng)絡(luò)中所述多個(gè)站之間的競(jìng)爭(zhēng)率；信號(hào)質(zhì)量分析器，確定在無線網(wǎng)絡(luò)中物理信道的傳輸速度；有效傳輸速度計(jì)算器，基于競(jìng)爭(zhēng)率和物理信道的傳輸速度確定經(jīng)由無線鏈路中的每一個(gè)有效地傳輸幀的有效傳輸速度；以及鏈路分配塊，基于確定的有效傳輸速度分配無線鏈路中的一個(gè)作為通信鏈路。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，無線網(wǎng)絡(luò)使用載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法。
18.一種在其上含有用于執(zhí)行測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該方法包括確定站之間的競(jìng)爭(zhēng)，其中，所述站經(jīng)由使用基于競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問方法的無線信道傳輸幀；以及基于確定的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量。
19.一種在其上含有用于執(zhí)行測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該方法包括測(cè)量在多個(gè)站所連接的無線網(wǎng)絡(luò)中每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)；基于測(cè)量的每幀延遲傳輸?shù)拇螖?shù)確定指示傳輸速度受到站之間的競(jìng)爭(zhēng)影響的程度的競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)；以及基于競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)確定經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)有效地傳輸幀的有效傳輸速度。
20.一種在其上含有用于執(zhí)行測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，該方法包括確定在經(jīng)由多個(gè)無線鏈路所連接的無線網(wǎng)絡(luò)中所述多個(gè)站之間的競(jìng)爭(zhēng)率；以及基于確定的競(jìng)爭(zhēng)率選擇無線鏈路中的一個(gè)作為通信鏈路。
全文摘要
提供一種基于通過測(cè)量在采用IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的載波偵聽多路訪問/避免沖突(CSMA/CA)媒體訪問控制(MAC)方法的無線網(wǎng)絡(luò)中的站之間的競(jìng)爭(zhēng)獲得的結(jié)果，來測(cè)量無線信道質(zhì)量的方法和設(shè)備。該方法包括確定站之間的競(jìng)爭(zhēng)，其中所述站經(jīng)由使用基于競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問方法的無線信道傳輸幀；以及基于確定的競(jìng)爭(zhēng)測(cè)量無線信道質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L12/26GK1921421SQ20061012652
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月27日
發(fā)明者徐定煥, 金世洪, 文炳人, 南相秀, 崔惠恩 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社