CN104104481A - 无线局域网的报文发送方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线局域网的报文发送方法和装置，其中，该方法包括：动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。本发明解决了相关技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题，达到了动态调整报文的发送速率将少误码率提高报文的传输性能的技术效果。

Description

无线局域网的报文发送方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种无线局域网的报文发送方法和装置。

背景技术

无线局域网作为网络终端的一种接入技术，凭借其接入速度高、布线简易等优点被越来越被广泛地应用到家庭网络中。然而，在无线局域网系统中，数据通信是在一个开放的信道中进行的，无线接入点的通信质量受外部环境的影响比较大。例如：外界的干扰信号，障碍物的阻挡，客户端处于运动状态导致信号不稳定等因素都会对无线接入点的通信质量产生一定的影响。因此，根据环境的变化来调整发送机制以提高通信质量也就显得很重要，只有这样才能充分发挥无线接入点的传输性能。

另外，传统的IEEE802.11无线局域网是为数据应用设计的，对组播应用的支持比较弱。负责接收组播的无线客户端无法发送802.11ACK帧到无线接入点，导致无线接入点组播数据的传输可靠性进一步降低。无线接入点由于接收不到无线客户端的反馈信息以及时调整组播报文发送速率，从而导致组播报文发送的误码率增加，经常会出现播放不流畅从而影响了业务的有效开展。

针对上述无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种无线局域网的报文发送方法和装置，用以解决现有技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种无线局域网的报文发送方法，包括：动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

优选地，动态调整所述待发送报文的传输参数包括：获取驱动中待发送报文的队列长度；根据获取的队列长度调整所述重传次数。

优选地，按照以下规则根据队列长度调整所述重传次数：当所述队列长度大于或等于第一预定阈值时，减少所述重传次数；当所述队列长度小于或等于第二预定阈值时，增加所述重传次数。

优选地，在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，上述方法还包括：在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。

优选地，动态调整所述待发送报文的传输参数包括：根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率。

优选地，根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率包括：周期性地获取所述接收端的信号强度；根据周期性获取的所述接收端的信号强度确定所述传输速率的调节范围；周期性地对已发送报文的丢包率进行统计；根据统计得到的丢包率在所述调整范围内确定所述传输速率。

优选地，在动态调整所述待发送报文的传输参数之前，所述方法还包括：确定所述待发送报文是否为组播报文；如果是，则将所述组播报文转换为单播报文进行发送。

另一方面，本发明还提供一种无线局域网的报文发送装置，其特征在于，包括：调整单元，用于动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；发送单元，用于根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

优选地，所述调整单元包括：获取模块，用于获取驱动中待发送报文的队列长度；调整模块，用于根据获取的队列长度调整所述重传次数。

优选地，还包括：降低单元，用于在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；确定单元，用于将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。

优选地，所述调整单元还用于根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率。

本发明有益效果如下：

本发明通过动态地调整报文的传输参数，这些传输参数主要可以是报文的重传次数以及报文的传输速率，从而解决了相关技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题，达到了动态调整报文的发送速率将少误码率提高报文的传输性能的技术效果。

附图说明

图1是根据本发明实施例的无线局域网的报文发送方法的一种优选流程图；

图2是根据本发明实施例的无线局域网的报文发送方法的另一种优选流程图；

图3是根据本发明实施例的无线局域网的报文发送装置的一种优选结构框图；

图4是根据本发明实施例的无线局域网的报文发送装置的另一种优选结构框图；

图5是根据本发明实施例的无线驱动组播帧动态发送流程的总框架示意图；

图6是根据本发明实施例的组播帧转单播帧的一种优选流程图；

图7是根据本发明实施例的初始传输速率的动态调节的一种优选流程图；

图8是根据本发明实施例的重传次数动态调节的一种优选流程图；

图9是根据本发明实施例的降速机制动态调节的一种优选流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的问题，本发明提供了一种无线局域网的报文发送方法和装置，下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种优选的无线局域网的报文发送方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102：动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；

步骤S104：根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

在上述优选实施方式中，通过动态地调整报文的传输参数，这些传输参数主要可以是报文的重传次数以及报文的传输速率，从而解决了相关技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题，达到了动态调整报文的发送速率将少误码率提高报文的传输性能的技术效果。

下面主要以调整重传次数、传输速率以及对传输速率进行降级等几个方面进行描述。

1）动态调整所述待发送报文的传输参数包括调整待发送报文的传输速率，优选地，可以根据等待发送队列的队列长度来进行重传次数的调整，即，获取驱动中待发送报文的队列长度；根据获取的队列长度调整所述重传次数。具体的，当所述队列长度大于或等于第一预定阈值时，减少所述重传次数；当所述队列长度小于或等于第二预定阈值时，增加所述重传次数。

优选地，可以根据驱动中无线组播数据报文的队列长度来动态调节重传次数。如果堆积在传输队列的无线组播数据报文的队列长度超过一定的预设域值，则降低重传次数，尽快让队列中的报文数量降低，以避免高优先级的无线视频或语音数据包由于缓存长度不够而在数据队列中丢包；如果无线组播数据报文的队列长度比较低，表明数据发送比较快速，这时为了保证传输质量，在近距离内不丢包，而应该增加重传次数。

2）为了保证组播视频或语音流的传输质量，如果超出一定的重传次数后，可以将传输速率降到一个传输质量更好更稳定的速率上继续发送该数据包，在一个优选实施方式中，在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，上述方法还包括：在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。即，如果某个数据包或者是报文超出了一定的重传次数后，在将其降低多个速率等级（降低的速率等级和优先级有关，以快速得到一个较为稳定的传输速率）继续传输，直至在最低的速率等级上也无法传输，则丢弃该数据包。对于优先级不是很高的其他业务数据流，则可以仅降低一个速率等级进行传输。

3）初始传输速率的动态调节，在一个优选实施方式中，可以根据接收端的信号强度和/或丢包率来确定传输速率，具体地可以如图2所示，包括以下步骤：

步骤S202：周期性地获取所述接收端的信号强度；

步骤S204：根据周期性获取的所述接收端的信号强度确定所述传输速率的调节范围；

步骤S206：周期性地对已发送报文的丢包率进行统计；

步骤S208：根据统计得到的丢包率在所述调整范围内确定所述传输速率。

也就是说，根据对端（即，接收端）的信号强度以及丢包率来共同决定初始传输速率。通过周期性地检测对端的信号强度，确定发送速率的调节范围。同时周期性的对已经发送帧的丢包率信息进行统计，进而微调发送速率，并最终在发送速率和丢包率二者之间寻求一个最佳的平衡状态。通过这种方式可以快速地定位到最佳的发送速率，尤其是在客户端处于运动状态，发送速率非常不稳定的情况下效果尤为明显。

4）组播转单播：为了引入无线MAC层的重传机制，在发送组播包之前，需要将组播包转换成单播数据包，优选地，可以是用接收端的无线硬件MAC去替换组播包的MAC地址。在一个优选实施方式中，在动态调整所述待发送报文的传输参数之前，还包括：确定待发送报文是否为组播报文；如果是，则将所述组播报文转换为单播报文进行发送。

在本实施例中还提供了一种优选的无线局域网的报文发送装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图3是根据本发明实施例的无线局域网的报文发送装置的一种优选结构框图，如图3所示，包括：调整单元302和发送单元304，下面对该结构进行说明。

调整单元302，用于动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；

发送单元304，用于根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

在一个优选实施方式中，如图4所示，上述调整单元302包括：获取模块402，用于获取驱动中待发送报文的队列长度；调整模块404，用于根据获取的队列长度调整所述重传次数。

在一个优选实施方式中，上述装置还包括：降低单元，用于在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；确定单元，用于将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。

在一个优选实施方式中，调整单元304还用于根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率。

本发明实施例还提供了一种优选的无线局域网组播帧动态传输机制的实现方法来进一步对本发明进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本发明，并不构成对本发明不当的限定。

在本优选实施例中，组播帧动态发送流程框架主要包括以下几个模块：组播帧转单播帧模块、初始传输速率的动态调节模块、重传次数的动态调节模块，降速机制的动态调节模块。上述各个模块之间的关系如图5所示：组播帧在通过物理层向无线客户端发送数据前，先经过组播转单播模块将组播帧转换成单播帧；然后通过初始速率选取模块以及重传次数调整模块确定较为合适的初始发送速率和重传次数以向无线客户端发送组播帧；如果发送失败，则需判断是否需要降速，如果需要降速则经过降速模块确定具体的降速策略。下面对这几个模块的功能以及过程进行具体描述如下：

1)组播帧转单播帧模块

组播帧转单播帧模块的主要作用就是为了引入无线MAC层的重传机制，使得组播帧能够在丢包后继续重传多次后到达对端。优选地，无线接入点还可以获取到对端发来的ACK信息作为调节其他传输参数，例如：速率或重传次数的依据。

组播帧转单播帧模块的具体处理流程如图6所示包括：

步骤S602：判断需要传输的数据帧是否是组播帧，如果是，则执行步骤S604，否则，转而执行步骤S606；

步骤S604：组播报文转换为单播报文；优选地，将组播报文的目的MAC用对端的无线网卡的MAC进行替换，其中，无线网卡的MAC是在无线网卡发送IGMP report包被记录后，在后面对组播报文进行转换时使用的。

步骤S606：继续发送，

2)初始传输速率的动态调节模块

初始传输速率的动态调节模块的主要作用是为了让数据包在相对来说信号质量较好的速率下进行传输，尽量做到一次传输就能够传输成功，尽最大可能地避免由于丢包后重传带来的吞吐量下降问题。然而，在干扰非常严重的条件下，即使速率降得很低也很难以保证所有的数据帧都能够一次传输正常，因此，如果丢包率能够保持在一定的合理范围内，就不再降低速率；如果降低速率后，丢包率有明显改善则降低速率发送数据。在本优选实施中，采用的方式是根据客户端信号强度确定出一个初始传输速率的调整范围，然后通过检测丢包率来微调发送速率的方法，通过这种方式可以快速地定位到最佳的初始传输速率，尤其是在客户端处于运动状态导致发送速率非常不稳定的情况下效果尤为明显。

初始传输速率的动态调节模块的处理流程如图7所示，包括：

步骤S702：系统周期性的检测各客户端在无线接入点处的接收信号强度，优选地，可通过检测客户端发回的ACK帧的信号强度来实现；

步骤S704：根据在一定周期内检测到的信号强度来估算无线接入点和客户端的链接信号质量，从而确定无线接入点数据包的初始传输速率的调整范围；

步骤S706：在上述初始传输速率范围内从最高速率开始，选择初始传输速率发送数据。

步骤S708：周期性的检测丢包情况；

步骤S710：判断丢包率是否在允许范围内，如果超出允许的最大值，则执行步骤S712，如果低于允许的最小值，则执行步骤S714；如果丢包率维持在允许范围内，则执行步骤S716；

步骤S712：在发送下一周期数据帧时，降低初始发送速率到一个比较稳定的速率进行发送；

步骤S714：适当地增加发送速率，从而使得数据帧在更短的时间内发送到对端；

步骤S716：以得到的最佳速率传输。

3)重传次数的动态调节模块

动态调节重传次数的目的是为了避免出现由于缓存长度不够而导致在数据队列中大量丢包的情况的发生。客户端在远距离或者动态运动的时候，接收信号质量并不是很好，发送速率（也就是传输速率）偏低并伴有大量重传，会造成很多数据包堆积在数据队列里不能及时发送出去，从而导致队列中连续丢包，为避免组播视频流出现长时间黑屏现象，允许出现少量马赛克，因此在这种情况下可以减少重传次数，从而使得所有的数据帧都有机会在空中发送，而不是在队列中连续丢包；并且在客户端在从远距离回到近距离，信号质量变好时，采用上面的方法，数据传输性能恢复需要的时间很短；客户端在近距离信号质量较好，传输相对来说比较稳定，为了避免突发的、短时间的信号干扰造成丢包，可以适当的加大重传次数，使得在近距离内数据传输时尽可能的不丢包，保证传输质量。

重传次数的动态调节模块的处理流程如图8所示，包括：

步骤S802：周期性的检测无线驱动中发送队列的长度，并判断队列长度是否在预设的区间，优选地，上述预设区间可以根据内存的大小和/或组播码流的大小来进行设定。

步骤S804：如果队列长度低于预设的最小长度，则执行步骤S806，如果超出预设的最大长度，则执行步骤S810，否则转而执行步骤S814；

步骤S806：判断当前重传次数是否小于预设的最大重传次数，如果是，则执行步骤S808，否则执行步骤S814；

步骤S808：增大重传次数，并转而执行步骤S816。优选地，增大的速度和发送队列长度低于区间的长度成正比，即，队列长度越小，增大重传次数的速度越快；

步骤S810：判断当前重传次数是否大于预设的最小重传次数，如果是，则执行步骤S812，否则，转而执行步骤S814；

步骤S812：减少重传次数，以达到尽快地减少队列长度的目的，并转而执行步骤S816；优选地，减少的速度和发送队列长度超出程度成正比，即，队列超出越大，重传次数减少的速度越快；

步骤S814：保持重传次数不变；

步骤S816：确定出最佳重传次数。

4）降速机制的动态调节模块

在受到突发干扰或者客户端由于处于运动状态情况下，可能会出现数据帧在一个速率等级上传输超出重传次数后也不能到达对端。为了保证组播视频或语音流的传输质量，如果超出一定的重传次数后，可以将其降到一个传输质量更好更稳定的速率上继续发送该数据包。

降速机制的动态调节模块的处理流程如图9所示，包括：

步骤S902：无线驱动通过物理层向无线客户端发送数据；

步骤S904：判断是否发送成功，如果发送成功，则结束；如果没有发送成功，则转而执行步骤S906；

步骤S906：判断在当前速率下是否超出了重传次数，如果是，则执行步骤S908，否则，转而执行步骤S902在当前速率下继续发送；

步骤S908：判断所发送的数据帧是否属于高优先级队列；如果是，则执行步骤S910，否则转而执行步骤S912；

步骤S910：降低多个速率等级后执行步骤S02继续发送；

步骤S912：降低一个速率等级后执行步骤S02继续发送。

优选地，在上述步骤S908之后，如果发送的数据帧属于高优先级队列，则可以降低多个速率等级后继续发送，其中。降低的速率等级可以和优先级成正比关系，直到降低到最后一个速率等级；如果是非优先级队列，则降低一个速率等级后继续发送。循环执行上述过程，直到发送成功或者不能再降速后发送失败丢包。

在上述各个优选实施方式中，通过动态的调节无线网卡的重传次数，传输速率和降速机制，以及组播转单播引入MAC层数据包重传确认机制，使得无线组播数据在各种复杂的环境下可以获得最佳的传输性能。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：通过动态地调整报文的传输参数，这些传输参数主要可以是报文的重传次数以及报文的传输速率，从而解决了相关技术中无线客户端无法调整组播报文的发送速率，从而导致的组播报文发送的误码率增加的技术问题，达到了动态调整报文的发送速率将少误码率提高报文的传输性能的技术效果。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (11)

1.一种无线局域网的报文发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；

根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，动态调整所述待发送报文的传输参数包括：

获取驱动中待发送报文的队列长度；

根据获取的队列长度调整所述重传次数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照以下规则根据队列长度调整所述重传次数：

当所述队列长度大于或等于第一预定阈值时，减少所述重传次数；

当所述队列长度小于或等于第二预定阈值时，增加所述重传次数。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，上述方法还包括：

在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；

将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，动态调整所述待发送报文的传输参数包括：

根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率包括：

周期性地获取所述接收端的信号强度；

根据周期性获取的所述接收端的信号强度确定所述传输速率的调节范围；

周期性地对已发送报文的丢包率进行统计；

根据统计得到的丢包率在所述调整范围内确定所述传输速率。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在动态调整所述待发送报文的传输参数之前，所述方法还包括：

确定所述待发送报文是否为组播报文；

如果是，则将所述组播报文转换为单播报文进行发送。

8.一种无线局域网的报文发送装置，其特征在于，包括：

调整单元，用于动态调整待发送报文的传输参数，其中，所述传输参数包括重传次数和/或传输速率；

发送单元，用于根据调整后的传输参数发送所述待发送报文。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括：

获取模块，用于获取驱动中待发送报文的队列长度；

调整模块，用于根据获取的队列长度调整所述重传次数。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

降低单元，用于在根据获取的队列长度调整所述重传次数之后，在已重传的次数大于或等于调整后的重传次数，且待发送报文未被成功发送的情况下，将当前的所述传输速率降低一个或多个速率等级；

确定单元，用于将降低所述一个或多个速率等级后的到的传输速率作为重传所述待发送报文的传输速率。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整单元还用于根据接收端的信号强度和/或丢包率确定所述传输速率。