CN103595519A - 无线链路汇聚方法和无线通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线链路汇聚方法和无线通信设备，其中，该无线链路汇聚方法应用于具有至少两个无线模块的无线通信设备，包括：若所述无线通信设备通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，则所述无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，所述虚拟接口为所述汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。其中，汇聚调度层根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。

Description

无线链路汇聚方法和无线通信设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线链路汇聚方法和无线通信设备。

背景技术

移动互联网、物联网、高清视频应用的快速发展，对无线网络的传输提出更高的要求。3G、4G、MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出)、WIFI(Wireless Fidelity)等多种无线通信技术也正迅猛发展，但是这些无线通信技术在大量的大带宽应用下仍存在很多不足。因此如何提高无线网络的传输带宽、改善传输质量、提高用户体验成为如今网络研究中一个备受关注的热点问题。

在现有物理通信技术中，通常使用多条链路汇聚增加带宽，目前这种汇聚的方法主要应用于有线交换机中，如Linux系统下的Bonding模块。Bonding模块的主要功能是将交换设备上的两个以太网接口捆绑形成一个虚拟的IP(Internet Protocol，互联网协议)接口，虚拟IP接口将从上层收到的数据包按一定的调度算法分别交由实际的以太网接口进行发送。目前调度算法以轮询调度、基于MAC(Media Access Control，媒体介入控制)地址调度等算法为主，可以提高有线链路带宽稳定性，降低有线链路的丢包率低。

但是，现有的链路汇聚方法不适合于无线链路的汇聚，在进行TCP传输时，如果多条链路的带宽不一致或变化不一样时，带宽最低的链路将影响整个TCP的发送窗口从而拉低其它链路的传输量，导致带宽降低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，如何对无线链路进行汇聚，以提高无线链路的带宽。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线链路汇聚方法，应用于具有至少两个无线模块的无线通信设备，所述方法包括：

若所述无线通信设备通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，则所述无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，所述虚拟接口为所述汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

在一种可能的实现方式中，在所述汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态之前，包括：

对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；

在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；

为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；

驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；

在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口。

在一种可能的实现方式中，所述无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，具体包括：

所述汇聚调度层通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，所述无线链路状态包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项。

在一种可能的实现方式中，所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包，具体包括：

所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；

所述汇聚调度层将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。

在一种可能的实现方式中，该无线链路汇聚方法还包括：

在所述汇聚调度层从链路层接收到对端的第二数据包的情况下，所述汇聚调度层通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。

本发明还提供一种无线通信设备，包括至少两个无线模块，所述无线通信设备还包括：

接收模块，用于通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，所述虚拟接口为所述无线通信设备的汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

处理模块，用于获取各个无线模块的无线链路状态，根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

在一种可能的实现方式中，该无线通信设备还包括：

启动模块，用于对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口。

在一种可能的实现方式中，所述处理模块具体用于通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，所述无线链路状态包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项。

在一种可能的实现方式中，所述处理模块还用于根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。

在一种可能的实现方式中，所述接收模块还用于从链路层接收到对端的第二数据包；

所述处理模块还用于通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。

本发明实施例中，无线通信设备通过多个无线模块与对端可以建立多条无线链路，由于无线链路具有时变性，汇聚调度层根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，而不是简单的轮询，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的流程图；

图2为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的应用场景示意图；

图3为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的协议栈结构的示意图；

图4为本发明实施例二的无线链路汇聚方法的流程图；

图5为本发明实施例三的无线通信设备的结构示意图；

图6为本发明实施例四的无线通信设备的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例一

图1为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的流程图，如图1所示，该无线链路汇聚方法可以应用于具有至少两个无线模块的无线通信设备，该无线链路汇聚方法可以包括以下步骤：

步骤101、若无线通信设备通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，则无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，其中，虚拟接口为所述汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

步骤102、汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

举例而言，图2为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的应用场景示意图，如图2所示，该无线链路汇聚方法可以应用于无线网桥通信的一对无线通信设备中，本发明实施例中的无线通信设备21、22可以为多射频无线设备，即一个无线通信设备上具有两个或者两个以上的无线模块(即多个射频)。无线通信设备之间可以通过多个无线模块同时进行通信。图3为本发明实施例一的无线链路汇聚方法的协议栈结构的示意图，如图3所示，无线通信设备21、22的协议栈结构中，在二层(链路层)和三层(网络层)之间可以设置汇聚调度层，其中，链路层可以采用无线MAC等协议，网络层可以采用CP/IP等协议，汇聚调度层可以设置一个虚拟接口，如虚拟的IP接口。不采用无线模块直接与网络层的接口进行通信，而是采用虚拟接口与网络层的接口进行通信，因此虚拟接口可以屏蔽无线模块的物理接口。本发明实施例中，第一数据包是指汇聚调度层从网络层(上层)接收到的数据包。

本实施例的无线链路汇聚方法中，无线通信设备通过多个无线模块与对端可以建立多条无线链路，由于无线链路具有时变性，汇聚调度层根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，而不是简单的轮询，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。

实施例二

图4为本发明实施例二的无线链路汇聚方法的流程图，如图4所示，在上一实施例的基础上，该无线链路汇聚方法的步骤101之前，还可以包括：

步骤201、对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；

步骤202、在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；其中，无线通信设备的各个无线模块工作在网络协议栈的二层(链路层)，无线通信设备启动时，可以同时启动汇聚调度层；

步骤203、为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；

步骤204、驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；

其中，汇聚调度层可以为每一块无线模块初始化一个发送队列，同时每个无线模块都可以驱动与汇聚调度层之间初始化参数调用接口，通过此接口可以获取指定的无线模块的无线链路状态，如丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延(Round-Trip Time，缩写：RTT)、无线模块的发射功率、信噪比等无线链路参数；

步骤205、在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口；汇聚调度层屏蔽各个无线模块的物理接口，可以构造一个虚拟接口，然后汇聚调度层可以处于等待状态。

一种情况下，在虚拟接口从网络层(上层)接收到需要发送给对端的第一数据包后，步骤101中无线通信设备获取各个无线模块的无线链路状态，具体可以包括：

步骤206、汇聚调度层通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，其中，所述无线链路状态可以包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项，也可以包括用于标识无线链路状态的其他信息，本发明实施例中不做具体限制。

再进一步地，步骤102具体可以包括：

步骤207、所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；

其中，汇聚调度层可以先根据无线链路状态和发送队列的长度判断是否有合适的无线模块可以发送数据，再从可以发送数据的无线模块中选择最优的作为发送模块，例如：从3个可以发送数据的无线模块中，选择丢包率最低且发送对列最短的作为发送模块。如果没有合适的无线模块，汇聚调度层可以释放该第一数据包，并返回等待状态。

步骤208、所述汇聚调度层将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。在发送完成后，汇聚调度层可以返回等待状态。

另一种情况下，如果汇聚调度层从链路层(下层)接收到对端发送的第二数据包，该方法还可以包括：

步骤209、汇聚调度层通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。例如：汇聚调度层可以通过虚拟接口将第二数据包发送给IP协议栈进行处理，实现多个无线模块的屏蔽。在发送完成后，汇聚调度层可以返回等待状态。本发明实施例中，第一数据包是指汇聚调度层从网络层(上层)接收到的数据包，第二数据包是指汇聚调度层从链路层(下层)接收到的数据包。

本实施例的无线链路汇聚方法中，无线通信设备通过多个无线模块与对端可以建立多条无线链路，由于无线链路具有时变性，汇聚调度层根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，而不是简单的轮询，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。此外，通过虚拟接口可以将下层(链路层)的第二数据包发送到网络层，屏蔽了多个无线模块。

实施例三

图5为本发明实施例三的无线通信设备的结构示意图，如图5所示，该无线通信设备包括至少两个无线模块51，可以与对端的无线通信设备建立多条无线链路，此外，所述无线通信设备还可以包括：

接收模块53，用于通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，所述虚拟接口为所述无线通信设备的汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

处理模块55，用于获取各个无线模块的无线链路状态，根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

具体地，无线模块51的具体功能可以参见图2及其相关描述。接收模块53和处理模块55可以设置在无线通信设备的汇聚调度层，汇聚调度层的具体设置方式可以参见图3及其相关描述。

本实施例的无线通信设备可以通过多个无线模块与对端建立多条无线链路，由于无线链路具有时变性，汇聚调度层的处理模块根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，而不是简单的轮询，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。

实施例四

图6为本发明实施例四的无线通信设备的结构示意图，如图6所示，该无线通信设备还可以包括：

启动模块61，用于对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口。

进一步地，处理模块55具体可以用于通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，所述无线链路状态包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项。

再进一步地，处理模块55还可以用于根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。

此外，接收模块53还用于从链路层接收到对端的第二数据包；

所述处理模块55还用于通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。

其中，启动模块61、接收模块53、处理模块55执行无线链路汇聚的具体方法，可以参见实施例二及其相关描述。

本实施例的无线通信设备可以通过多个无线模块与对端建立多条无线链路，由于无线链路具有时变性，汇聚调度层的处理模块汇聚调度层根据每条无线链路的状态，可以通过虚拟接口将上层(网络层)的第一数据包调度到相对较优的无线链路上进行传输，而不是简单的轮询，能够有效利用每条链路的容量，提高无线吞吐量。此外，汇聚调度层的处理模块通过虚拟接口可以将下层(链路层)的第二数据包发送到网络层，屏蔽了多个无线模块。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线链路汇聚方法，其特征在于，应用于具有至少两个无线模块的无线通信设备，所述方法包括：

若所述无线通信设备通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，则所述无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，所述虚拟接口为所述汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

2.根据权利要求1所述的无线链路汇聚方法，其特征在于，在所述汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态之前，包括：

对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；

在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；

为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；

驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；

在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口。

3.根据权利要求1或2所述的无线链路汇聚方法，其特征在于，所述无线通信设备的汇聚调度层获取各个无线模块的无线链路状态，具体包括：

所述汇聚调度层通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，所述无线链路状态包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项。

4.根据权利要求3所述的无线链路汇聚方法，其特征在于，所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包，具体包括：

所述汇聚调度层根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；

所述汇聚调度层将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。

5.根据权利要求1或2所述的无线链路汇聚方法，其特征在于，还包括：

在所述汇聚调度层从链路层接收到对端的第二数据包的情况下，所述汇聚调度层通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。

6.一种无线通信设备，其特征在于，包括至少两个无线模块，所述无线通信设备还包括：

接收模块，用于通过虚拟接口从网络层接收到需要向对端发送的第一数据包，所述虚拟接口为所述无线通信设备的汇聚调度层与所述网络层进行通信的接口；

处理模块，用于获取各个无线模块的无线链路状态，根据所述各个无线模块的无线链路状态，选择一个无线模块用于发送所述第一数据包。

7.根据权利要求6所述的无线通信设备，其特征在于，还包括：

启动模块，用于对所述无线通信设备进行系统初始化和参数设置；在所述无线通信设备中启动所述汇聚调度层；为所述无线通信设备的各个无线模块分别建立对应的所述发送队列；驱动所述各个无线模块与所述汇聚调度层之间的所述各个参数调用接口；在所述汇聚调度层中构造所述虚拟接口。

8.根据权利要求6或7所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理模块具体用于通过各个参数调用接口分别获取对应的各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，所述无线链路状态包括所述无线模块的丢包率、无线链路适应速率、误码率、传输的往返时延、无线模块的发射功率和信噪比中的至少一项。

9.根据权利要求8所述的无线通信设备，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述各个无线模块的无线链路状态和发送队列的长度，从所述各个无线模块中选择一个作为发送模块；将所述第一数据包放入所述发送模块对应的发送队列进行发送。

10.根据权利要求6或7所述的无线通信设备，其特征在于，所述接收模块还用于从链路层接收到对端的第二数据包；

所述处理模块还用于通过所述虚拟接口向所述网络层发送所述第二数据包。

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