CN104684028B - 无线自适应速率控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无线自适应速率控制方法，包含：无线基地台以一第一传输速率传送多个第一探测信框至用户端设备；无线基地台计算该些探测信框传送至该用户端设备的一第一丢包率；无线基地台依据该第一传输速率与第一丢包率计算一第一吞吐量；无线基地台比对第一吞吐量与预设值的差异而调整第一传输速率。

Description

无线自适应速率控制方法

技术领域

本发明是关于一种速率控制方法，特别是关于一种无线自适应速率控制方法。

背景技术

一般通讯系统，尤其是无线通讯系统，其传输环境会受到各种外在因素(例如气候和杂讯等)而不断改变，因此通讯系统初始设定的传输速率未必符合之后的传输环境。若改变之后的传输环境可接受优于初始传输速率的传输速率，则该通讯系统便浪费了可供利用的传输资源。反之，若改变之后的传输环境无法接受优于初始传输速率的传输速率，则该通讯系统的吞吐量(throughput)将大幅下降。因此，有必要针对不断变化的传输环境适时调整通讯系统的传输速率。

IEEE802.11标准在实体层支援利用多种速率进行传输，但是并规定速率选择策略，采用什么的速率自我调整速率策略由WIFI晶片厂商自行决定。我们调整的速率选择演算法核心是及时反映通道状态的资讯。目前获得通道资讯的方法有两类，(1)通道物理资讯直接获取，比如获取信噪比SNR，接受信号强度RSSI，误码率BER。(2)基于统计的方法，每隔一段时间以不同速率发送一个或者一些试探信框，用来估计不同速率在通道中的表现。

基于统计的方法有ARF、AMAF、SampleRate、Onoe、AMRR等演算法，但这些演算法都会因为信号的干扰，造成传输速率下降的太快，且当信号的干扰结束后，又不会把传输速率慢慢往上升。

有鉴之前的演算法往往会传输速率下降的太快，且干扰结束后，传输速率又无法快速的上升。所以先前的演算法，无法快速动态的调整传输速率，造成吞吐量的下降。

发明内容

鉴于以上已知技术的问题，本发明提供一种无线自适应速率控制方法，可以让传输速率被干扰时，其传输速率变慢时，不要很快的让速率降的很快，而是慢慢的降低速率，且当没有干扰时，可以试着让传输速率往上调整，以上都是本发明的具体功效。

本发明提供一种无线自适应速率控制方法，运用于一无线基地台与一用户端设备之间资料的传输速率整调，包含：无线基地台以一第一传输速率传送多个第一探测信框至用户端设备；无线基地台计算该些探测信框传送至该用户端设备的一第一丢包率；无线基地台依据该第一传输速率与第一丢包率计算一第一吞吐量；无线基地台比对该第一吞吐量与一预设值；无线基地台依据第一吞吐量与预设值的差异而调整第一传输速率。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明无线自适应速率控制方法的第一流程图；及

图2为本发明无线自适应速率控制方法的第二流程图。

符号说明

S110无线基地台以一第一传输速率传送多个第一探测信框至用户端设备

S112无线基地台计算该些探测信框传送至该用户端设备的一第一丢包率

S114无线基地台依据该第一传输速率与第一丢包率计算一第一吞吐量

S116无线基地台比对第一吞吐量与一预设值的差异而调整第一传输速率

S120无线基地台以第二传输速率传送多个第二探测信框至用户端设备

S122无线基地台计算该些第二探测信框传送至用户端设备的一第二丢包率

S124无线基地台依据第二传输速率与第二丢包率计算一第二吞吐量

S126无线基地台比对第二吞吐量与预设值而调整第二传输速率

具体实施方式

请参考本发明图1，提供一种无线自适应速率控制方法，包含以下步骤：

步骤S110：无线基地台以一第一传输速率传送多个第一探测信框至用户端设备。

步骤S112：无线基地台计算该些探测信框传送至该用户端设备的一第一丢包率。

步骤S114：无线基地台依据第一传输速率与第一丢包率计算一第一吞吐量。

步骤S116：无线基地台比对第一吞吐量与一预设值的差异而调整第一传输速率。

其中，无线基地台传送多个个探测信框至该用户端设备，至该用户端设备可以为工作站。无线驱动在自动模式时，无线基地台会每隔50ms进行一个比现在速率高的探测信框，如果该信框发生了重传或者超过一半的信框重传，则认为次速率探测信框失败，反之则说明速率探测信框发送成功，之后再快速发送一次速率探测信框，若再成功，将探测信框的使用的速率替换当前最高速率，即第一传输速率r0的速率。

吞吐量的公式＝该速率集的速率*(100-取样速率的丢包率)。………………公式1

该取样速率的丢包率的公式＝7/8*旧的丢包率+1/8*(目前的丢包率)。………………公式2

丢包率定义无线基地台以一传输速率传送多个第一探测信框至用户端设备的丢包个数的统计。例如，现在有4个封包由无线基地台传送到用户端设备，其中有3个封包遗失，所以丢包率为100*3/4(75％)。以下为常用的丢包率表格：

该速率集的速率为一20kbps～13000kbps的范围内，唯，本发明局限该速率集的速率，可以实际上的通道传输速率来决定。该速率集的速率即是第一传输速率r0。

当探测信框若为BE和BK的普通信框时，丢包率大于55％时，并且当前速率不是最小速率，则获取下一个可用的速率来发包。若发送信框是VI和VO音讯和视频流信框时，丢包率大于35％时，并且当前速率不是最小速率，则获取下一个可用的速率(从速率集中挑选)来发包。

其中，无线基地台重复传送一第一次数c0的该些第一探测信框至用户端设备，无线基地台于比对第一吞吐量与预设值于第一次数c0后，调整第一传输速率r0为一第二传输速率r1。该速率集的速率即是第二传输速率r1。

本发明第一较佳的实施例：调优无线信框的重传速率(r0/c0)，当无线通讯网路发生信号干扰的问题时，此时，传输速率的丢包率(PER)会因此上升，依据公式1可得知，此时，吞吐量为下降，这时，运用本发明会自动把r0的速率往下调整，此时第c0为5，这时r0的速率为24kbps，如果探测信框连续测试了5次都失败，一直到过了一段时间后，再重新试r0，直到合适的速率为止。

参考本发明图2，提供一种无线自适应速率控制方法，包含以下步骤：

其中，于无线基地台调整第一传输速率为一第二传输速率后，更包含：

步骤S120：无线基地台以第二传输速率传送多个第二探测信框至用户端设备；

步骤S122：无线基地台计算该些第二探测信框传送至用户端设备的一第二丢包率；

步骤S124：无线基地台依据第二传输速率与第二丢包率计算一第二吞吐量；及

步骤S126：无线基地台比对第二吞吐量与预设值而调整第二传输速率。

本发明第二较佳的实施例：其中，无线基地台传送多个个探测信框至用户端设备，至用户端设备可以为工作站。调优探测信框的重传速率(r0/c0,r1/c1)，当无线通讯网路发生信号干扰的问题时，此时，传输速率的丢包率(PER)会因此上升，依据公式1可得知，此时，吞吐量为下降，此时第c0为5，这时r0的速率为24kbps，如果探测信框连续测试了5次都失败，就跳到r1的速率为23kbps，这时c1为2次，如果探测信框连续测试了2次都失败，就代表现在并没有合适的速率可以传送。等到某段时间后，再重新试(r0/c0,r1/c1)，直到合适的速率为止。这里说的合适的速率指的是无线基地台与用户端设备之间的传输速率。

本发明另一较佳的实施例：这时，运用本发明会自动把r0的速率往下调整，此时第c0为5，这时r0的速率为24kbps，如果探测信框连续测试了5次都失败，就跳到r1的速率为23kbps，如果这时r1的探测信框成功了，就不用再往r2的速率调整，这时，我们就可得知最佳的速率为r1的23kbps。

其中，当最佳速率不是最佳时，每隔一段时间重新传输多个个探测信框，使得该第一取样速率往上调整，适用的方法也是利用一直试传(r0/c0,r1/c1)，直到往上找到合适的速率为止。

其中，于无线基地台调整该第二传输速率r2为一第三传输速率r3后，更包含：该无线基地台以该第三传输速率r3传送多个第三探测信框至用户端设备；无线基地台计算该些第三探测信框传送至用户端设备的一第三丢包率；该无线基地台依据该第三传输速率与该第三丢包率计算一第三吞吐量；该无线基地台比对该第三吞吐量与该预设值而调整该第三传输速率r3。

其中，该无线基地台重复传送一第三次数c2的该些第三探测信框至该用户端设备，该第三次数c2小于该第二次数c1，该无线基地台于比对第三吞吐量与预设值于第三次数c2后，调整该第四传输速率r4。

其中，于无线基地台调整第三传输速率r3为一第四传输速率r4后，更包含：无线基地台以第四传输速率r4传送多个第四探测信框至用户端设备；无线基地台计算该些第四探测信框传送至该用户端设备的一第四丢包率；无线基地台依据第四传输速率r4与第四丢包率计算一第四吞吐量；无线基地台比对第四吞吐量与预设值而调整该第四传输速率。

本发明又一较佳的实施例：其中，第一传输速率r0、第二传输速率r1、第三传输速率r2与第四传输速率r4。第一次数为c0、第二次数为c1、第三次数为c2、第四次数为c3。调优探测信框的重传速率(r0/c0,r1/c1,r2/c2,r3/c3)，其次数的最佳比例，第一次数为5、第二次数为2、第三次数为2、第四次数为1。本发明的重点在于第一次数为c0、第二次数为c1、第三次数为c2、第四次数c3为可调的次数，所以当第一次数为c0设定比较高时，第一传输速率r0可以试着用较高的传输速率，所以一旦用第一传输速率r0失败时，其失败敏感度也没就比较没有那么高。

当无线通讯网路发生信号干扰的问题时，此时，传输速率的丢包率(PER)会因此上升，依据公式1可得知，此时，吞吐量为下降，这时，运用本发明会自动把r0的速率往下调整。若设定c0为5，这时r0的速率为24kbps，如果探测信框以r0的速率连续测试了5次都失败，代表这次的探测信框用r0的速率传送封包都会失败。此时，就跳到r1的速率为23kbps，这时c1为2次，如果探测信框以r1的速率连续测试了2次都失败，就跳到r2的速率为22kbps，这时c2为2次，如果探测信框以r2的速率连续测试了2次都失败，就跳到r3的速率为21kbps，这时c3为2次，如果探测信框以r3的速率测试了1次都失败，这时代表现在的速率不是我们想要时。此时，重新的一直试传(r0/c0,r1/c1,r2/c2/r3/c3)，直到我们找到合适的速率为止。

速率演算法的关键就是丢包率，RSSI阀值直接影响丢包率，以及RTS/CTS过多和以及噪音干扰，因此速率演算法的优化主要方向就是在这些因素中找到平衡点，丢包率的演算法是重点。其中，请求发送(Request to send-RTS，简称RTS)与允许发送(Clear tosend-CTS，简称CTS)。

本发明的自我调整速率优化方向：

通过调优丢包降速阀值让降速减慢。

让设备有更多的机会提升速率，适当减小速率探测阀值和探测信框次数。

调优更新支该速率要求的最小RSSI视窗阀值，减缓速率下降速度。

通过调优丢包演算法参数，让丢包个数转转换成丢包率时，降低丢包率受丢包个数的影响。

调优无线信框的重传速率(r0/c0,r1/c1,r2/c2,r3/c3)，尽量以高速速率发送。

本发明的目的，即是在让速率慢降快升，即让速率的降速不容易，让速率的升速更容易。而为了达到以上的目的，本发明提出新的演算法，即利用速率集与丢包率的相关公式，当丢包率增加时，会从速率集中选用较低的速率，当丢包率减少时，会从速率集中选用较高的速率，进而利用公式1与公式2，来达到即时调整通道的速率。

虽然本发明的较佳实施例揭露如上所述，然其并非用以限定本发明，任何熟习本发明的技术领域者，再不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围以权利要求中所界定的内容为准。

Claims (7)

1.一种无线自适应速率控制方法，运用于一无线基地台与一用户端设备之间资料的传输速率调整，其特征在于，包含：

调优探测信框的一重传速率，该重传速率包含多个传输速率及分别对应各该传输速率的多个次数；

其中，调优探测信框的该重传速率的步骤是以该些传输速率中的其中一个尝试速率重复执行对应的该次数的一探测信框流程，该探测信框流程包含：

该无线基地台以该尝试速率传送多个探测信框至该用户端设备；

该无线基地台计算该些探测信框传送至该用户端设备的一丢包率；

该无线基地台依据该尝试速率与该丢包率计算一吞吐量；及

该无线基地台比对该吞吐量与一预设值的差异以判断该探测信框流程为成功或失败；及

其中，若所有该次数的该探测信框流程均为失败，调整该尝试速率为该些传输速率中次低者，并再次重复执行对应的该次数的该探测信框流程，直至所有该次数的该探测信框步骤非均为失败，则以此时的尝试速率作为该传输速率，或者，直至所有该些传输速率均测试完毕，则等待一段时间后，重新执行前述步骤；

其中，若调整后的该传输速率不是最佳时，反覆调整该尝试速率为该些传输速率中较当前的该传输速率次高者并执行该探测信框流程，以找到合适的该传输速率。

2.如权利要求1所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，该无线基地台重复传送该多个次数中包含的一第一次数的该些探测信框中包含的多个第一探测信框至该用户端设备，该无线基地台于比对该吞吐量中包含的一第一吞吐量与该预设值于该第一次数后，调整该传输速率为一第二传输速率。

3.如权利要求2所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，于该无线基地台调整该传输速率为一第二传输速率后，更包含：

该无线基地台以该第二传输速率传送该些探测信框中包含的多个第二探测信框至该用户端设备；

该无线基地台计算该些第二探测信框传送至该用户端设备之该丢包率中包含的一第二丢包率；

该无线基地台依据该第二传输速率与该第二丢包率计算一第二吞吐量；及

该无线基地台比对该第二吞吐量与该预设值而调整该第二传输速率。

4.如权利要求3所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，该无线基地台重复传送该多个次数中包含的一第二次数的该些探测信框中包含的多个第二探测信框至该用户端设备，该第二次数小于该第一次数，该无线基地台于比对该第二吞吐量与该预设值于该第二次数后，调整该第二传输速率为一第三传输速率。

5.如权利要求4所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，于该无线基地台调整该第二传输速率为一第三传输速率后，更包含：

该无线基地台以该第三传输速率传送该些探测信框中包含的多个第三探测信框至该用户端设备；

该无线基地台计算该些第三探测信框传送至该用户端设备的该丢包率中包含的一第三丢包率；

该无线基地台依据该第三传输速率与该第三丢包率计算一第三吞吐量；及

该无线基地台比对该第三吞吐量与该预设值而调整该第三传输速率。

6.如权利要求5所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，该无线基地台重复传送该多个次数中包含的一第三次数的该些探测信框中包含的多个第三探测信框至该用户端设备，该第三次数小于该第二次数，该无线基地台于比对该第三吞吐量与该预设值于该第三次数后，调整该第三传输速率为一第四传输速率。

7.如权利要求6所述的无线自适应速率控制方法，其特征在于，于该无线基地台调整该第三传输速率为一第四传输速率后，更包含：

该无线基地台以该第四传输速率传送该些探测信框中包含的多个第四探测信框至该用户端设备；

该无线基地台计算该些第四探测信框传送至该用户端设备的该丢包率中包含的一第四丢包率；

该无线基地台依据该第四传输速率与该第四丢包率计算一第四吞吐量；及

该无线基地台比对该第四吞吐量与该预设值而调整该第四传输速率。