CN101444013B

CN101444013B - 发栈信号通知应用程序缺少所请求的带宽

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Publication number: CN101444013B
Application number: CN2007800169126A
Authority: CN
Inventors: A·A·哈萨恩; T·W·库纳尔; D·吴; C·休特玛; D·G·弗洛斯特
Original assignee: Microsoft Corp
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-05-14
Also published as: TWI352534B; US20120207233A1; RU2441322C2; KR101376938B1; TW200807991A; JP2009537097A; US10182367B2; US9386055B2; BRPI0711403A2; RU2008144587A; EP2018718A4; US20160309359A1; US20070263653A1; US8923340B2; MX2008014240A; CN101444013A; WO2007133779A1; US20160302102A1; KR20090020565A; US20150180921A1

Abstract

一种用于当所请求的数据速率和服务质量不能够使用OFDM无线数据传输来达到时发信号通知应用程序的系统，并且该应用程序通过或者重新协商QoS和数据速率，或者等待直到满足所请求的速率和QoS来继续。

Description

发栈信号通知应用程序缺少所请求的带宽

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及无线通信，尤其涉及一种用于通知通信应用程序所请求的数据速率和服务质量不可用的系统。

2.相关技术的讨论

频分多路复用(FDM)是多个信号在不同频率的载波上调制的公知过程。FDM在无线电和电视广播领域中已经使用了几十年。无线电和电视信号被在不同的频率上发送和接收，每一个频率都对应于一个不同的“信道”。

至少自上世纪60年代末起，正交频分多路复用(OFDM)也已经在本领域内已知。在OFDM中，单个发射机在许多不同的正交频率上同时发射。正交频率是独立于频率之间的相对相位关系的频率。在OFDM中，可用带宽被细分成多个等带宽的“子信道”。因为OFDM在多径衰落方面具有稳健的性能，所以它对于无线通信是有利的。一般而言，基于OFDM的系统不需要用于可靠通信的均衡器。当今用于无线通信的许多标准中都采用了OFDM。例如，IEEE802.11a无线局域网标准和802.11g无线局域网标准两者都依赖于OFDM实现来进行信号传输。下一代802.11n无线局域网标准、UWB无线PAN标准和移动WiMAX全都使用OFDM调制用于高速率通信。描述OFDM的一个早期参考文献是R.W.Chang的Synthesis of band-limited orthogonal signals formulti-channel data transmission(用于多信道数据传输的带宽受限正交信号的合成)，Bell System Technical Journal(贝尔系统技术期刊)(46)，1775-1796(1966)。

OFDM由此通过将一个高速数据流分解成随后被并行地(即，同时)发射的多个较低速数据流来工作。每一较低速流都用于调制一副载波。这通过将宽频带(或信道)分成各自用一信号流来调制的多个较窄频带(或子信道)来创建“多载波”传输。通过同时发送各自处于较低速率的多个信号流，可减少或消除多径或瑞利(Raleigh)衰落而不降低总传输速率。

OFDM也在通过线缆存在的各种通信系统中实现。例如，OFDM在符合ITU G.992.1标准的非对称数字用户线(ADSL)连接中使用。在该ADSL上下文中，OFDM有时被称为离散多音调制，或称DMT。OFDM也经常用于调制要通过电力线发送的信号。例如，家庭插头电力线联盟(HomePlug powerlinealliance)建立了用于在家中通过电力线的通信标准。该家庭插头标准使用OFDM调制。

在过去几年中，需要特定传输特性以有效地工作的众多网络应用程序已变得常用。例如，IP语音(VoIP)通信(也被称为IP电话、因特网电话或宽带电话)是通过将语音信号转换为能够在因特网分组中发送的数字信号来完全或部分地通过因特网工作的类似电话的系统。VoIP话务要求最低数据传输速率可用于通信。类似地，通过网络的视频内容(例如，视频电话会议或流多媒体)的传输通常要求特定的最低传输特性以便可以观看。

当最初创建因特网时，并没有适当的系统来确保最低传输特性。随着时间的流逝，已经开发了服务质量(QoS)的标准以提供诸如最低性能或吞吐量或最大等待时间等有保证的传输特性。QoS可在本地网络中或在更广阔的区域上实现。讨论QoS的一个对比文献是IEEE802.1p标准，其在协议栈上的媒体访问控制(MAC)成帧层处实现。

发明概述

本概述以简化的形式提供了用于本发明各方面的说明性上下文。其并不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。本发明的各方面将在以下详细描述中更完整地描述。

此处所描述的是用于基于应用程序所请求的数据速率和服务质量来选择OFDM传输参数并且当所请求的数据速率和服务质量是不可能的时候发信号通知该应用程序的系统和方法。将所请求的数据速率和服务质量映射到一组通信参数，检测OFDM子信道上的噪声级，并且如果通信参数在给定OFDM子信道上的噪声条件的情况下不能实现，则应用程序接收到一信号。该应用程序然后可决定它将重新协商其请求的数据速率和服务质量，还是等待直到这一请求可被该信道容纳。

附图简述

附图不旨在按比例绘制。在附图中，各个附图中示出的每一完全相同或近乎完全相同的组件由同样的标号来表示。出于简明的目的，不是每个组件在每张附图中均被标号。在附图中：

图1是示出要使用的信道带宽被细分成若干等带宽的子信道的频谱图。

图2是多载波OFDM数字通信系统的框图。

图3是示出由应用程序对数据速率和服务质量的选择的流程图。

图4是示出本发明的一个实施例的流程图。

图5是示出本发明的某些方面的流程图。

图6是示出实现本发明的某些方面的系统的流程图。

详细描述

本发明涵盖一种用于无线通信的新颖方法。根据所要求保护的本发明，应用程序请求数据速率和服务质量。系统确定子信道的数量、子信道的质量和达到所请求的数据速率和QoS所需的用于在子信道上传输的功率。如果传输环境使得所选参数不能达到，则该系统能够或者修改所选参数或者通过栈发信号通知该应用程序所请求的服务是不可能的。本发明可以用硬件或软件、或其某种组合来实现。软件实现可以是例如在操作系统或设备驱动程序中。各实施例包括系统、方法和存储在计算机可读介质中的指令。

计算机可读介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非局限，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术来实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、其它类型的易失性和非易失性存储器、可以用来储存所期望的信息并可由计算机访问的任何其它介质、以及上述的任何适当的组合。

计算机可读介质可以是可转移的，使得储存在其上的指令可被加载到任何合适的计算机系统资源以实现此处所讨论的本发明的各方面。另外，应当理解，上述储存在计算机可读介质上的指令不限于作为运行在主计算机上的应用程序的一部分来体现的指令。相反，指令可作为可用于对处理器编程以实现本发明的以下讨论的各方面的任何类型的计算机代码(例如，软件或微码)来体现。

本发明不将其应用限于以下描述中阐明的或附图中示出的构造细节和组件的安排。本发明能够使用其它实施例且能够以多种方式来实践或实施。同样，此处所使用的短语和术语是出于描述的目的而不应被认为是限制。此处对“包括”、“包含”、或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用旨在包括其后所列的项目及其等效物以及其它项目。

本发明可在有线OFDM通信系统或者无线OFDM通信系统中实施。

如图1所示，在OFDM中，可用信道带宽W被细分为多个等带宽的子信道。每一子信道都足够狭窄以使该子信道的频率响应特性几乎是理想的。子信道的数量是总的可用带宽除以每个子信道的带宽。由此，子信道的数量K可被表达为：

K = \frac{W}{Δf}

每一子信道k都具有相关联的载波。该载波可被表达为：

x_k(t)＝sin2πf_kt

其中，x_k(t)是根据时间t变化的子信道k的载波。f_k是子信道k的中频，且k的范围从0到K-1。x_k(t)的相位被设置为0而不丧失通用性。

对于每一子信道，码元速率1/T都被设置为等于相邻副载波的间隔Δf。副载波将因此在码元间隔T上正交，且独立于副载波之间的相对相位关系。该关系可被表达为：

{&Integral;}_{0}^{T} \sin (2 π f_{k} t + φ_{k}) \sin (2 π f_{j} t + φ_{j}) dt = 0

其中，f_k-f_j＝n/T，n＝1，2，...，独立于(任意)相位Φ_k和Φ_j的值。

在OFDM系统中，可以相对于利用整个带宽W并以与PFDM相同的速率发送数据的单载波系统上的码元速率来降低每个子信道上的码元速率。因此，OFDM系统中的码元间隔T(码元速率的倒数)可被表达为：

T＝KT_s

其中，T_s是利用整个带宽W并以与OFDM系统相同的速率发送数据的单载波系统的码元间隔。例如，如果对一个信道整个带宽上的码元速率是每秒7200万个码元，且该信道被分为48个子信道，则每个子信道每秒只需要承载150万个码元就可达到相同的总数据速率。这一较低的码元速率减少了码元间干扰并且因此缓解了多径衰落效应。因此，OFDM提供优良的链路质量和通信的稳健性。

在OFDM系统中，发射机接收频域中的输入数据并将其转换为时域信号。载波由该时域信号来调制以供无线传输或通过线缆传输。接收机接收该信号，解调载波，并将该信号转换回频域以供进一步处理。

图2中示出了简化的OFDM系统。在所示实施例中，应用程序向OFDM发射机200提供输入数据流201。在标准TCP/IP通信栈中，该数据可以在物理层或数据链路层接收；然而，本发明不限于任何特定数据源或向发射机提供该数据的机制，并且可以用硬件或软件以及在网络栈的各层处实现。输入数据流201由串-并缓冲区202接收。串-并缓冲区202将串行数据流分解为若干并行数据流。并行数据流的数目等于可用于OFDM广播的子信道的数目，即等于以上所使用的K。

在一个实施例中，串-并缓冲区202将从输入数据201接收到的信息序列分为B_f比特的帧。每一帧中的B_f个比特都被解析为K组，其中将b_i个比特分配给第i组。这一关系可被表达为：

Σ_{i = 1}^{K} b_{i} = B_{f}

串-并缓冲区202所生成的并行数据流中的每一个随后都被发送到多载波调制器203。多载波调制器203用并行数据流中的每一个来调制每个OFDM副载波。多载波调制器203可通过使用快速傅立叶逆变换(IFFT)算法来计算时域信号来高效地实现，但可以使用将频域信号转换为时域信号的任何算法。快速FFT算法已经是几十年来的研究主题了，并且存在帮助实现OFDM系统的众多低复杂度实现。

多载波调制器203可以使用任何调制方案来调制每个传入数据流。在较佳实施例中，信号用相移键控(PSK)调制或正交幅度调制(QAM)来调制。可以使用任何PSK或QAM星座图，诸如在包括802.11a、802.11g和802.11n的无线局域网标准家族中使用的星座图等。例如，调制器可以使用8PSK、16-QAM、64-QAM、128-QAM或256-QAM。调制方案可基于所要求的数据速率、可用子信道、每个子信道上的噪声或其它因素来选择。

在该示例中，多载波调制器203因此生成K个独立的QAM子信道，其中每一子信道的码元速率是1/T且每个子信道中的信号都具有不同的QAM星座图。根据该示例，第i个子信道的信号点的数目可被表达为：

M_{i} = 2^{b_{i}}

对应于K个子信道中的每一个上的信息信号的复值信号点可被表示为X_k，其中k＝0，1，...，K-1。这些码元X_k表示多载波OFDM信号x(t)的离散傅里叶变换(DFT)的值，其中每一副载波上的调制都是QAM。由于x(t)一定是实数值信号，所以其N点DFT X_k必须满足对称性质。因此，系统通过如下定义从K个信息码元中创建N＝2K个码元：

X_{N - K} = X_{K}^{*}

，k＝1，2，...，K-1

X_{0}^{'} = Re (X_{0})

X_N＝Im(X_o)

在此，X₀被分为两部分，两者都是实数。新的码元序列可被表达为

其中k＝0，1，...，N-1。每一子信道的N点离散傅立叶逆变换x_n从而可被表达为：

x_{n} = \frac{1}{\sqrt{N}} Σ_{k = 0}^{N - 1} X_{k}^{'} \exp (j 2 πnk / N)

n＝0，1，...，N-1

在该等式，

是比例因子。其中0<＝n<＝N-1的序列x_n因此对应于由K个副载波组成的多载波OFDM信号x(t)的各个样值。

在204处，将担当保护间隔的循环前缀添加到并行已调制载波中的每一个。该保护间隔确保子信道将保持正交，即使多径衰落使得副载波以某一延迟扩展到达接收机。然后在204处将具有循环前缀的并行流合并回单个串行流。最后，将数字数据流转换为模拟信号205，并输出以便进行无线传输。

所发送的信号可由接收机210接收并被处理以恢复原始数据流。首先，模数转换器211将模拟信号转换回数字信号。在212处，移除循环前缀并将分离的副载波转换回分离的流。多载波解调器213较佳地用快速傅里叶变换(FFT)算法来解调每一个并行数据流。最后，在214处将并行流重新组装成单个串行流并输出到接收设备215。

如图3所示，在一个实施例中，应用程序301请求数据速率302和服务质量303。应用程序301可以是任何网络应用程序，包括例如，IP语音客户端或流视频应用程序。应用程序301所请求的数据速率302和服务质量303可取决于要发送的内容的特性。例如，高清视频要求比简单的语音或文本通信更高的数据速率。IP语音要求等待时间或延迟应比特定最大量小。关于紧急服务的通信可要求非常低的出错率和高传输优先级。

所请求的数据速率302是适于应用程序301的数据速率。例如，高清视频应用程序可请求22Mbps的数据速率，而只发送文本的即时消息通信客户端可请求低得多的数据速率。

类似地，服务质量303是适于应用程序301的服务质量。该服务质量可以是任何通信参数集，包括，例如，关于性能、吞吐量或等待时间的参数。IEEE802.1p标准提供了一组服务质量参数的一个示例。在IEEE802.1p标准下，以下参数对于提供服务质量是必需的：

·服务可用性

·帧丢失

·帧紊乱

·帧重复

·帧所经历的传送延迟

·帧生存期

·未检测到的帧出错率

·所支持的最大服务数据单元大小

·用户优先级

·吞吐量

在IEEE802.1Q标准下，所请求的QoS被设置成0和7之间的值。每个这样的值都对应于延迟和出错概率。在其他实施例中，带内协议首部包含该QoS。例如，区分服务代码点(DSCP)被存储在IPv4协议首部中的服务类型(TOS)字段和IPv6首部中的话务类字段中。可配置网络以使得标记DSCP的话务可具有区分的服务等级。在其他实施例中，QoS可以在带外状态变量中编码。根据所要求保护的发明，可以使用用于请求QoS的任何方法。

图4示出了在一个实施例中响应于应用程序对一特定数据速率和服务质量的请求所采取的步骤。在图4的讨论中，所描述的步骤在发射机上实现。该发射机可以是网卡、设备驱动程序或操作系统的组件的一部分。本发明不限于发射机的任何特定实现，无论硬件还是软件。

在图4所示的实施例中，应用程序401请求数据速率R和服务质量q。网络接口卡(NIC)或无线标准可具有最小传输速率R_min、最大传输速率R_max，或两者兼而有之。例如，以下最大速率适用于各种IEEE802.11无线标准：

无线标准	R_max
		802.11b	6Mbps
802.11a	26Mbps
		802.11n(20MHz)	100Mbps
802.11n(40MHz)	200Mbps

在402处，如果R_min或R_max是为NIC或无线标准定义的，则发射机检查所请求的数据速率R是否在R_min与R_max之间。该测试在数学上可被表达为：

R_min<R<R_max

如果R不是可接受的值，则发射机能够或者在403处发信号通知应用程序所请求的服务是不可能的，或者在404处选择另一个数据速率。在404处所选择的数据速率可能是在可接受范围R_min到R_max之内与所请求的数据速率最接近的数据速率。

如果所请求的数据速率R是可接受的值，则在405处发射机将所请求的数据速率R和所请求的QoS q映射到OFDM子信道的数量K和这些子信道中的每一个的最大能级E。子信道的数量K和最大能级E必须足以满足所请求的数据速率R和QoS q。可任选地，发射机在映射中可包括用于在K个子信道上传输的功率级P。在本发明在例如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)或膝上型计算机等受到电池容量的限制的设备中实现的情况下，包括功率级P是有利的。

在406处，发射机检测所有可用子信道上的能级或噪声级。根据图4中的实施例，OFDM系统允许N个子信道。每个子信道上所检测到的能级可由集合D如下表示：

D＝{D₁，D₂，...，D_N}

其中D₁是在第一个子信道上检测到的能级，且D₂是在第二个子信道上检测到的能级，对于所有N个子信道以此类推。

在407-414处，发射机检查集合D中的每个值以标识噪声级低于所要求的最大噪声级E的子信道。发射机在407处通过设置对于集合D中的第一个值的索引变量来开始该过程。在408处，对于集合D的所选成员，发射机将所选成员的能级与阈值E相比较。如果该子信道具有足够低的噪声，则在409处，它被添加到集合C。如果该噪声太高，则在412处，丢弃该子信道不做考虑。在410处，如果集合C具有足够数量的子信道来满足在405处设立的要求K，则在411处发射机能够以功率P在集合C中的所选子信道上开始发射。如果该发射机尚未标识满足准则的足够数量的子信道，则在413处，发射机前进至下一个子信道并继续测试每个子信道直到标识出足够数量的子信道，从而重复步骤408-414。

在一替换实施例中，发射机单独检测各子信道上的能量直到它标识了满足在405处设立的要求的足够数量的子信道。

在414处，如果已经测试了所有子信道的检测到的能级并且发射机尚未标识满足在405处设立的准则K和E(以及可任选的P)的足够数量的子信道，则该发射机可采取以下动作中的任一个：

·在415处，发射机可选择服务质量的新的值q_new。q_new可以是小于q的任意值。

·在404处，发射机可选择数据速率的新的值r_new。r_new可以是小于r的任意值。

·发射机可同时在415处选择较低的QoS q_new并且在404处选择较低的数据速率r_new。

·在403处，发射机可发信号通知应用程序401所请求的R和q在当前网络环境中是不可能的。

用于发信号通知应用程序所请求的传输特性不可用的手段的一个示例是在微软Windows协议栈中实现的通用QoS API(GQoS)，其向该应用程序提供关于网络状态的反馈。

响应于所请求的传输特性不可用的通知，应用程序401可以按若干不同的方式来响应。例如，如果要发送的内容是流视频，则应用程序401可选择发送较低质量或更高压缩的视频并因此请求较低的数据速率以便传输。如果要发送的内容是VoIP通信并且无法获得最低QoS，则应用程序401可取消建立连接的尝试并通知用户该通信是不可能的，或另选地应用程序401可为已编码的音频选择更高的压缩级别并以来自发射机的相同的QoS请求较低的数据速率。在另一个实施例中，应用程序401可提示用户高质量连接是不可能的并询问该用户应用程序401是否应尝试以较低的质量进行通信。在应用程序尝试建立具有不同传输特性的连接的情况下，发射机将以新请求的特性重复步骤402—415。

本发明的另一方面是通过试图最小化分配用于传输的OFDM子信道的数量来最小化诸如VoIP话务等时间敏感低数据速率流的分组组装延迟的可能性。在典型的高数据速率OFDM系统中，OFDM码元大小超过VoIP分组的大小。解决该问题的通常实现的方法是(1)发射机可发送几乎为空的OFDM码元，或者(2)发射机累积足够的语音分组以便在发送之前发送一完整的OFDM码元。在情况(1)中，降低了频谱使用的总体效率，而在情况(2)中，由于发射机等待要累积的足够分组以发送完整的码元所引起的增加的等待时间而降低了音频质量。

为了更好地适应VoIP话务，405处的映射可尝试最小化要使用的子信道的数量K。在该实施例中，满足VoIP的特定传输要求而不牺牲高频谱效率。该实施例可以在操作系统级实现，其中操作系统将请求从应用程序中连同延迟要求一起导出的特定数据速率。发生在405-414的子信道映射选择子信道的数量以匹配要求和信道条件。

如图5所示，在该实施例中，操作系统响应于来自应用程序的请求采取以下步骤以优化传输特性以便适应要求低等待时间但不需要按所请求的速率发送完整的OFDM码元的网络话务。

·在502处，应用程序501请求QoS q，其中该QoS包括低等待时间传输(如用于VoIP话务)并在503处请求数据速率R。

·在505处，操作系统504基于数据流的数据速率和最大分组延迟来计算码元的大小(字节数)。

·在506处，操作系统计算用于在给定信道条件的情况下发送码元的所需子信道数量和调制方案。

·操作系统基于来自发射机507的反馈不断调整调制方案和子信道数量。

尽管VoIP在本发明的该方面中被用作说明性示例，但可响应于来自按所请求的速率发送比完整的OFDM码元小的网络分组的任何应用程序的传输请求应用所要求保护的发明的该方面。

在本发明的又一方面中，发射机从接收机接收基于成功传输的反馈。该反馈可以是例如确认分组的形式。如果尽管进行了多次重新传输的尝试但仍没有确认分组被发射机接收，则该发射机可得出该能级在给定该调制方案的情况下是不够的结论。为了维持所请求的QoS，发射机可动态地将子信道添加到用于传输的子信道集合C。在反馈指示成功传输的情况下的另一种替换方法是降低所使用的调制方案。通过选择较低阶的调制方案，发射机可实现更稳健的传输。类似地，在一段延长的时间上的传输错误的缺乏可用于减少子信道的数量或将调制增加至更高阶的调制方案。

在另一个实施例中，子信道的数量K保持常量，但发射机基于所请求的QoS来选择能级。在该实施例中，高优先级数据流以更稳健的方式来发送。例如，请求IEEE802.1Q标准下的QoS优先级7的应用程序通常发送网络控制话务，而优先级6用于VoIP话务。在IEEE802.1Q下，优先级6和7都分别要求高可靠性传输和低延迟。发射机响应于所请求的优先级选择稳健的传输特性，从而减少了分组错误并因此减少重新传输的可能性。这些特性可包括较低的数据速率或较高功率的传输。

在另一个实施例中，带外信道可用于发射机-接收机对之间的通信。例如，双带无线接入点可以与双带客户机进行通信。该通信可以在802.11a(5GHz)带中发生。当发射机不能够标识低于所需能量阈值的足够数量的子信道以达到所请求的QoS和数据速率时，该发射机可选择两种解决方案中的一个。第一种解决方案是以上所讨论的较佳实施例，其中如图4所示，发射机发信号通知应用程序所请求的传输特性是不可能的，并且该应用程序然后可更改所请求的参数。第二种解决方案依赖于如在双带无线接入点中的可靠带外信号发送的可用性。在该实施例中，在连接的发射机端处的应用程序可发信号通知使用最低阶调制方案下的2.4GHz带的连接的接收机端上的应用程序。从发射机发送至接收机的信号指示所请求的QoS在该网络环境中是不可能的。在这种情况下，接收机应用程序能够容纳较低的QoS，或者该接收机可具有比由发射机检测到的信噪比更佳的信噪比。该接收机然后可发信号通知该发射机开始发送而不管该发射机所检测到的能级。

图6示出了本发明的另一个实施例。图6示出了系统600，其包括应用程序601、子信道/能量映射模块602、信号发送模块603和噪声检测模块604。应用程序601请求数据速率和QoS。子信道/能量映射模块602将所请求的数据速率和QoS映射到子信道的数量K和能量阈值E。噪声检测模块604独立地检测可用OFDM子信道上的能级。信号发送模块603处理噪声检测模块604和子信道/能量映射模块602的输出以确定是否存在噪声级低于能量阈值E的足够的子信道以满足K个子信道的要求。如果信号发送模块603确定没有足够的子信道，则它可或者发信号通知子信道/能量映射模块602选择不同的要求，或者它可发信号通知应用程序601所请求的传输特性是不可用的。

在另一个实施例中，通信在线缆上发生。通信可在非对称数字用户线(ADSL)系统、电力线或实现OFDM调制的任何其他有线通信系统上发生。

而在另一实施例中，本发明涉及具有用于执行各步骤的计算机可执行指令的计算机可读介质。步骤包括从应用程序接收所请求的数据速率和服务质量，将所请求的传输特性映射到子信道的最少数量、能量阈值、以及可任选的传输功率，标识能量低于所需能量阈值的子信道，以及在无法标识足够数量的子信道的情况下发信号通知应用程序。

至此描述了本发明的至少一个实施例的若干方面，可以理解，本领域的技术人员可容易地想到各种更改、修改和改进。这样的更改、修改和改进旨在是本公开的一部分，且旨在处于本发明的精神和范围内。从而，前述描述和附图仅用作示例。

Claims

1.一种由发射机实现的用于按由应用程序（301）请求的性能等级发起通信的方法，所述方法包括以下动作：

a)将所请求的性能等级映射到一组通信参数（405），其中所述性能等级由数据速率（302）和服务质量（303）组成，并且所述映射包括确定满足所请求的数据速率和服务质量所需的子信道数量和能量阈值；

b)检测每个可用子信道上的能级；

c)确定可用的具有低于所述能量阈值的能级的子信道的数量是否满足所述所需的子信道的数量；

d)当具有低于所述噪声级的能级的子信道的数量没有满足所述所需的子信道的数量时，向所述应用程序（301）发送信号以指示所述通信参数是不可能的；

e)当具有低于所述噪声级的能级的子信道的数量满足所述所需的子信道的数量时，使用来自具有低于所述噪声级的能级的子信道的一组子信道对来自所述应用的数据进行通信。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信是无线的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信在线缆上发生。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信参数包括子信道的数量。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信参数包括所述子信道上的能级。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信参数包括传输的功率级。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当所述通信参数是不可能的时候在动作(d)中的发送信号之前选择较低的服务质量（415）并重复动作(a)、（b）和（c）的动作。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括当所述通信参数是不可能的时候在动作(d)中的发送信号之前选择较低的数据速率（404）并重复动作(a)、（b）和（c）的动作。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，动作(a)中的所述映射包括将所述所请求的性能等级映射到子信道的最小数量。

10.一种用于响应于来自应用程序（601）的以一数据速率和服务质量发送的请求来发送数据的无线传输系统，所述系统包括：

a)子信道/能量映射模块（602），所述子信道/能量映射模块确定满足所请求的数据速率和服务质量所需的子信道数量和能量阈值；

b)噪声检测模块（604），所述噪声检测模块检测每个可用子信道上的噪声级；

c)信号发送模块（603），所述信号发送模块处理所述噪声检测模块和所述子信道/能量映射模块的输出以确定具有低于所述能量阈值的噪声级的子信道的数量是否满足所述所需的子信道数量，其中所述信号发送模块在确定具有低于所述能量阈值的噪声级的子信道的数量不满足所述所需的子信道数量时，发信号通知所述应用程序所述所请求的数据速率和服务质量是不可用的。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述应用程序是IP语音客户端、流多媒体应用程序、因特网web浏览器或即时消息通信客户端。

12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述信号发送模块（603）还在所述所请求的数据速率和服务质量是不可能的时候发信号通知所述子信道/能量映射模块（602）。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述子信道/能量映射模块（602）通过选择更高的能量阈值来响应来自所述信号发送模块（603）的所述所请求的数据速率和服务质量是不可能的信号。

14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述子信道/能量阈值映射模块（602）还确定传输的功率级。

15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述应用程序在所述所请求的数据速率和服务质量是不可能的时候通知用户。

16.一种无线通信的方法，所述方法包括：

a)从应用程序（301）接收对数据速率（302）服务质量（303）的请求；

b)根据所请求的数据速率和服务质量来尝试选择具有低于能量阈值的能级的多个子信道（405-414）；

c)确定具有低于能量阈值的能级的子信道的数量是否足够满足所述所请求的数据速率和服务质量；

d)如果没有具有低于能量阈值的能量的足够的子信道以达到所述所请求的数据速率和服务质量，则发信号通知所述应用程序（403）所述所请求的数据速率和服务质量是不可用的。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括选择传输的功率级。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所选功率级是以所述所请求的数据速率和服务质量成功发送的最小可能功率级。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述对低于能量阈值的多个子信道的选择使用来自接收机的反馈来完成。