一种无线发送速率的优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种无线发送速率的优化方法，选用多档发送速率进行无线数据发送，包括如下步骤：a)计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率；b)如果发送失败，每次重传前，继续计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给后续档位的发送速率，直至所有档位均分配到可用发送速率；c)每次在数据帧发送之前，比较所有档位的可用发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率来发送数据帧。本发明提供的无线发送速率的优化方法，通过发包前可用速率的最优选择，重传时可用最优速率的实时更新，从而大幅度提高无线下行发送速率，大幅提升数据吞吐率，达到信道利用率的最大化。
【专利说明】一种无线发送速率的优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信方法，尤其涉及一种无线发送速率的优化方法。
【背景技术】
[0002]现有的无线发送速率有一个缺陷，在802.11无线设备众多，干扰较复杂的应用场景下，无线设备发送数据帧所选择的速率会急剧下降。现有无线设备发送数据帧所选择的速率，由于没有实时的反馈调整机制，因此无法达到信道利用率的最大化。当线信道环境变差，重传率达到预设阈值时，为了保证通信的可靠性，往往长时间采用低速率进行传输。而同等帧长采用低速率需要更长的传输时间，导致信道占用率的升高，致使本已恶劣的无线信道环境变得更加恶化。因此，有必要对现有的无线发送速率进行优化改进。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种无线发送速率的优化方法，能够大幅度提高无线空中接口的下行发送速率，大幅提升数据吞吐率，使得在任何频段的电磁环境下，都能达到信道利用率的最大化以及最大的传输性能。
[0004]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种无线发送速率的优化方法，选用多档发送速率进行无线数据发送，其中，包括如下步骤:a)计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率山)如果发送失败，每次重传前，继续计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给后续档位的发送速率，直至所有档位均分配到可用发送速率；c)每次在数据帧发送之前，比较所有档位的可用发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率来发送数据帧。
[0005]上述的无线发送速率的优化方法，其中，如果步骤b)中获得的最大吞吐量对应的速率已经分配过，则将该发送速率的尝试次数加I。
[0006]上述的无线发送速率的优化方法，其中，如果重传率低于预设阈值，重新计算所有发送速率的吞吐量，如果最大吞吐量对应的速率未分配过，选择重新计算获取最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率，并将第一档位发送速率的尝试次数设为I;原有档位分配的可用发送速率依原有次序依次填入，舍弃最后一档速率。
[0007]上述的无线发送速率的优化方法，其中，所述吞吐量为v*p值，每次在数据帧发送后，对该发送速率下的发包成功率进行更新，V为发送速率，P为发包成功率。
[0008]上述的无线发送速率的优化方法，其中，所述所有发送速率包括802.1ln射频速率的MCS速率表中的所有发送速率。
[0009]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的无线发送速率的优化方法，通过发包前的可用速率的最优选择，以及重传时可用最优速率的实时更新，从而大幅度提高无线空中接口的下行发送速率，大幅提升数据吞吐率，使得在任何频段的电磁环境下，都能达到信道利用率的最大化以及最大的传输性能。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明使用的无线发包流程示意图；
[0011]图2为本发明无线发送速率的优化流程示意图；
[0012]图3为本发明无线发送速率的详细优化示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0014]图1为本发明使用的无线发包流程示意图。
[0015]请参见图1，无线设备在发送数据帧前，软件要为DMA硬件组装好名为TXDescriptor (发送描述符)的数据结构体，它由很多个字段(域)信息构成，其中有两项用于选择发送速率的字段:一是txjriesN，表示对应速率的发送尝试次数(重传次数+1)；二是tx_rateN，表示速率值。这样的字段一共有4组，对应于4档不同的速率。右上可见，在硬件发送处理前，通过发包前的速率择优和发包后的速率权重更新可以进行无线发送速率的优化处理。速率权重作为速率选择时的重要参考依据，它为速率择优提供了必要的信息反馈。
[0016]图2为本发明无线发送速率的优化流程示意图。
[0017]请继续参见图2，本发明提供的无线发送速率的优化方法，包括如下步骤:
[0018]步骤S1:计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率；所述所有发送速率包括802.1ln射频速率的MCS速率表中的所有发送速率。
[0019]步骤S2:如果发送失败，每次重传前，继续计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给后续档位的发送速率，直至所有档位均分配到可用发送速率；如果更新获得的最大吞吐量对应的速率已经分配过，则将该发送速率的尝试次数加I。
[0020]步骤S3:每次在数据帧发送之前，比较所有档位的可用发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率来发送数据帧。
[0021]本发明提供的无线发送速率的优化方法，吞吐量越高说明单位时间内传输的信息量越大，信息量可以近似等价为数据帧体所含的比特数。而单位时间内所传输的比特数就是速率(bps)，所以速率是影响吞吐量很重要的一大因素。衡量吞吐量性能，换一种等价的说法是，传输单位大小的信息量，所消耗的时间越短，吞吐量越高。如果发生了错帧，需要重传，那还需要把重传的开销考虑进来，重传越多，吞吐量越低。用数学的形式可以这样表达:信息量/比特数/帧长用I表示，速率用V表示，传输成功花费的时间用t表示，传输总次数用η表示，单次发送的帧间距sifs以及等待相应ACK帧的时长总计为常量t0，那么有下面的近似关系:t = (l/v+t0)*n。很显然，t越小意味着吞吐量越大,对于信息量I和开销t0都确定的情况下，提高速率V和降低传输次数n，都能起到提升吞吐量的作用。从关系式上看，l*n/v是较高阶的项，t0*n是较低阶的项，为了简化实现细节,本发明选取高阶项l*n/V.略去常量1，吞吐量就只和η和V相关，并且同v/n成正比。而I/η可以间接地用发包成功率P来表示，最终本发明采用v*P表示吞吐量，每次在数据帧发送后，对该发送速率下的发包成功率进行更新，V为发送速率，P为发包成功率，详细优化处理流程如图3所示。
[0022]由上可见，只要在数据帧发送之前的选择速率环节，比较所有可用速率的v*p值，取其中最大的那档速率来发送，就能使单台AP的吞吐量达到最优。所有AP吞吐量都达到最优时，整个WLAN网络的性能也就是最优的，实质上起到了最大化无线频谱资源利用率的作用。本发明提供的更新速率权重环节，适合用来统计和计算发包成功率P，因为这时能够获取发送或重传的结果状态，用以给发送前的速率选择提供反馈。
[0023]本发明提供的无线发送速率的优化方法，要求每次发送或重传，都要选择最优的速率。每一档速率的选择是基于前一档发送失败，需要重传这一前提下做出的。假定第一档已经发送失败了，那么立即就对第一档速率的发送成功率P进行更新，因为假定发送失败了一次，所以更新后的P值一定小于之前的P值，重新计算出的v*p也会减小，那么再一次从所有速率中，找到的V*P最大的那个速率，就可能不再是第一档的速率了。如果选到的速率和第一档相同，那本发明就把第一档速率的尝试次数增加一次；如果选到了新的速率，那就将其填入第二档速率，初次的尝试次数定为I。接着，再次假定刚选出的这个速率又失败了一次，重新计算它的P值和v*p，并重新根据v*p，在所有速率中选出新的最优速率。如果和上一档相同，则尝试次数加1，否则填入下一个新的速率档位中。如此循环往复，直至4个速率档位填满为止。具体如下表所示:
[0024]
【权利要求】
1.一种无线发送速率的优化方法，选用多档发送速率进行无线数据发送，其特征在于，包括如下步骤: a)计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率； b)如果发送失败，每次重传前，继续计算所有发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率分配给后续档位的发送速率，直至所有档位均分配到可用发送速率； c)每次在数据帧发送之前，比较所有档位的可用发送速率的吞吐量，选择最大吞吐量对应的速率来发送数据帧。
2.如权利要求1所述的无线发送速率的优化方法，其特征在于，如果步骤b)中获得的最大吞吐量对应的速率已经分配过，则将该发送速率的尝试次数加I。
3.如权利要求1所述的无线发送速率的优化方法，其特征在于，如果重传率低于预设阈值，重新计算所有发送速率的吞吐量，如果最大吞吐量对应的速率未分配过，选择重新计算获取最大吞吐量对应的速率分配给第一档位发送速率，并将第一档位发送速率的尝试次数设为I ;原有档位分配的可用发送速率依原有次序依次填入，舍弃最后一档速率。
4.如权利要求1所述的无线发送速率的优化方法，其特征在于，所述吞吐量为v*P值，每次在数据帧发送后，对该发送速率下的发包成功率进行更新，V为发送速率，P为发包成功率。
5.如权利要求1?4任一项所述的无线发送速率的优化方法，其特征在于，所述所有发送速率包括802.1ln射频速率的MCS速率表中的所有发送速率。
【文档编号】H04W28/22GK103781128SQ201410061131
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】原佳 申请人:南京智达康无线通信科技股份有限公司