CN1627691A - 用于经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法。所述服务器系统包括至少一个客户端设备和用于经由无线网络对该客户端设备进行状态监控操作或控制操作的服务器设备。当发送数据分组时，在已经完全地发送了前导分组时，服务器设备通过根据网络传输状态可变地应用传输率来开始发送后继分组。由于可以适当地为网络状态设定传输率，因此可以减少不必要的重发次数。因此，可以避免传输延迟并实现可靠和快速的无线通信。

Description

用于经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法
技术领域
本发明涉及用于经由无线网络执行通信的服务器系统，具体涉及这样一种经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法：在基于发送机驱动(transmitter-driven)的媒体存取控制(MAC)协议的无线通信中，当通过提供服务器设备发送数据分组时所述服务器系统及其通信方法能够减少重发次数，在所述服务器设备中改善了用于顺序、初始传输率设定的预先存在的自动-低效运行(auto-fall back)功能，并且用于设定下一个分组的传输率的所述改善的自动-低效运行功能是基于发送数据流时的前导(leading)分组的最终传输率来实现的。
背景技术
按照惯例，媒体存取控制(MAC)协议基于需要线路共享/管理功能的局域网(LAN)中由多点连接分类的两个子层中的一个。所述两个子层包括逻辑链路控制(LLC)子层和MAC子层。MAC协议允许多个计算机共享单条线路。MAC协议广泛地应用基于电气和电子工程师协会(IEEE)802.3的以太网、基于IEEE 802.4的权标总线和基于IEEE 802.5的权标环。
下面将参考附图来描述传统的MAC协议。图1是图解说明用于根据传统的发送机驱动的MAC协议在服务器/客户端设备之间发送和接收数据及信号的处理的流程图。图2是图解说明用于经由无线网络执行通信的传统的服务器系统的数据传输处理的说明性视图。下面将参考图1和2来描述传统的服务器系统的操作方法及其缺陷。
图1示出了在服务器/客户端设备之间发送和接收信号的流程图。(在发送RTS信号步骤)发送数据的服务器设备，即发送级(Tx)将请求发送(RTS)信号发送至接收数据的相应的客户端设备，即接收级(Rx)。
客户端设备从服务器设备接收RTS信号。(在响应RTS信号步骤)随后，客户端设备响应于RTS信号，将指示能够发送数据的清除发送(CTS)信号发送至服务器设备。
(在发送数据步骤)在交换了RTS和CTS信号之后，服务器设备经由设定的通信信道向客户端设备发送数据。(在发送ACK信号步骤)当数据已被完全接收时，接收数据的客户端设备将肯定确认(ACK)信号发送至服务器设备。
图2是图解说明在服务器和客户端设备之间的数据通信期间用于从服务器设备发送数据分组的处理的说明性视图。首先，服务器设备将第一请求发送(RTS)信号RTS1发送至用于接收数据的相应客户端设备。客户端设备接收所述第一RTS信号RTS1，随后将第一清除发送(CTS)信号CTS1发送至服务器设备。
在交换了RTS和CTS信号之后，服务器设备初始化数据传输操作并发送数据分组#0_6。这里，“0”表示分组编号，“6”表示重发的次数。数据分组#0_6表示在第一分组传输之后，服务器设备已经向客户端设备发送了6次分组编号为“0”的分组。
当尽管已经重发了6次而客户端设备仍发送否定确认(NAK)信号NAK1时，服务器设备对于第7次重发发送第二RTS信号RTS2。当接收到第二CTS信号CTS2时，服务器设备发送数据分组#0_7。
当客户端设备正常地完整地接收到数据分组#0_7时，其发送一个肯定确认(ACK)信号ACK2。服务器设备发送第三RTS信号RTS3，以发送数据分组#1_0。客户端设备响应于第三RTS信号RTS3而发送第三CTS信号CTS3。
在传统服务器系统的数据传输操作中，服务器设备在执行自动-低效运行功能的同时根据服务器设备和客户端设备之间的距离顺序扫描11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的传输率。将参考图2来进行描述基于传统自动-低效运行功能的传输率。
当客户端设备和服务器设备之间的距离较长时，如图2所示，基于1Mbps的传输率经由通信信道来发送数据分组#0_6。而且，当没有接收到数据分组#0_6时，以1Mbps的传输率发送数据分组#0_7。
当客户端设备已接收到数据分组#0_7时，服务器设备发送新的数据分组#1_0。不考虑1Mbps的实质传输率，根据传统的自动-低效运行功能，开始以11Mbps的传输率发送数据。
由于在传统的自动-低效运行中不考虑发送先前的数据分组时的网络环境，所以只要启动了用于发送新数据分组的操作就固定地设定11Mbps的传输率。因此，无法有效地利用无线网络环境，并且增加了不必要的重发次数。而且，数据传输被延迟或者导致了数据误差，并且无法实现适合于多媒体流式传输的无线网络环境。
发明内容
因此，鉴于上述问题而做出了本发明，本发明的一个目的是提供一种经由无线网络进行通信的服务器系统，当服务器设备开始向客户端设备发送新数据分组时，所述服务器系统能够通过以紧邻在新数据分组的传输率之前的传输率发送数据来根据当前网络状态设定传输率，并实现能够减少不必要的重发次数的改善的自动-低效运行功能。
根据本发明的一个方面，可以通过提供一种经由无线网络进行通信的服务器系统来实现上述和其他目的，该服务器系统包括：至少一个客户端设备，包括经由无线网络与服务器设备进行数据通信的通信器；和服务器设备，用于对所述至少一个客户端设备进行状态监控操作或控制操作，其中所述服务器设备包括：网络状态检测器，用于在每当发送数据分组时检测无线网络的状态；和通信器，用于在发送数据分组失败时重复预定次数的重发操作、当由网络状态检测器检测到的前导分组已被发送时根据网络的传输状态可变地设定传输率、和以可变地设定的传输率开始发送后继分组。
在上述的服务器系统中，服务器设备在开始向客户端设备发送新数据分组(下文中称为“后继分组”)时设定传输率。而且，能够以对应于先前数据分组(下文中成为“前导分组”)的传输率发送后继分组。为此，在服务器设备中提供的通信器最好包括：传输率设定模块，用于将前导分组重发次数与后继分组重发次数进行比较，如果前导分组重发次数等于或大于后继分组重发次数则以前导分组的最终传输率发送数据分组，如果前导分组重发次数小于后继分组重发次数则以当前数据传输率发送数据分组。
更好地，在服务器和客户端设备中提供的通信器各自包括用于无线连网的无线网络调制解调器。服务器和客户端设备中的每一个包括：输入单元，用于接收各种控制信号；和输出单元，用于基于所述信号输出操作和处理结果；和控制器，用于执行各种控制功能。
更好地，服务器设备的控制器包括：存储器，用于经由网络存储传输率信息；在将数据发送至所述客户端设备之后存储肯定确认信号；以及当发送前导分组时存储重发次数。该存储器可以使用缓冲器来实现。
根据本发明的另一个方面，可以通过提供具有改善的自动-低效运行功能的服务器系统的通信方法来实现上述和其他目的，所述方法包括步骤：(a)通过用于发送数据的服务器设备将请求发送(RTS)信号发送至相应的客户端设备；(b)响应于RTS信号通过客户端设备将清除发送(CTS)信号发送至服务器设备；(c)服务器设备将前导分组重发次数与后继分组重发次数进行比较，并以预定的传输率经由通信信道将来自服务器设备的数据分组发送至客户端设备；和(d)当所述客户端设备从服务器设备正确地接收到数据分组时，发送肯定确认(ACK)信号，当所述客户端设备没有正确地接收到数据分组时，发送否定确认(NAK)信号。
为了能够实现改善的自动-低效运行功能，以前导分组的最终传输率发送后继分组。为此，当在步骤(c)以预定的传输率发送数据时，如果前导分组的重发次数等于或大于后继分组的重发次数，则以前导分组的最终传输率发送数据分组。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，将能够更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1示出了基于发送机驱动的媒体存取控制(MAC)协议的信号流；
图2是图解说明传统服务器系统的传输处理的说明性视图；
图3是图解说明根据本发明的服务器和客户端设备的方框图；
图4示出了根据本发明的服务器系统的示例；
图5是图解说明根据本发明的服务器系统的传输处理的说明性视图；和
图6是图解说明根据本发明的服务器系统的数据传输处理的流程图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细说明根据本发明优选实施例的、用于经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法。
根据本发明的、用于经由无线网络执行通信的服务器系统及其通信方法可以通过各种实施例来实现。下文中，将描述最佳实施例。由于发明的服务器系统的基本组件与传统的组件相同，所以不对相同的组件进行详细的描述。
图3是图解说明根据本发明的服务器系统中的服务器和客户端设备的方框图。在图4所示的根据本发明实施例的服务器系统中，将服务器设备定义为基于因特网的冰箱，并将客户端设备定义为能够被加入所述基于因特网的冰箱或与之分离的Web簿(web pad)。图5是图解说明根据本发明的服务器系统的传输处理的说明性视图。
关于图3，用于经由无线网络执行通信的服务器系统包括服务器设备100和能够响应于来自服务器设备100的控制信号进行操作的客户端设备200。在这样的情形中，服务器设备100用作能够控制或监控至少一个经由在家庭中构建的网络与而其相连接的客户端设备200的设备。
服务器设备100包括：输入单元110，用于允许用户直接输入控制命令以控制客户端设备200；和输出单元120，用于当服务器设备100和客户端设备200基于所述命令根据输入信号执行相应的操作时显示操作结果。而且，服务器设备100还包括：控制器130，用于响应于从输入单元110接收的控制命令以及指示基于从客户端设备200接收的控制命令的处理结果的信号而执行各种处理功能，并用于基于处理结果向输出单元120输出一个输出信号。
服务器设备100必须发送控制信号，以经由无线网络控制客户端设备200。控制器130将控制命令信号发送至通信器150，以使通信器150能够与客户端设备200进行数据通信。
为了能够实现改善的自动-低效运行功能，检测前导分组和后继分组的传输率，并将他们相互比较。根据比较结果，必须独立地设定后继分组的传输率。为此，服务器设备100还包括网络状态检测器140，用于在每当发送数据分组的时候检测无线网络状态。
而且，通信器150将通过网络状态检测器140检测的前导分组重发次数与后继分组的重发次数进行比较。如果前导分组重发次数等于或大于后继分组的重发次数，则执行传输率设定操作，从而以前导分组的最终传输速率发送数据分组。否则，如果前导分组重发次数小于后继分组的重发次数，则执行传输率设定操作，从而以当前传输率发送数据分组。
为了执行上述的功能，需要经由网络存储传输率信息。控制器130包括存储器(未示出)，用于在将数据发送至客户端设备200之后响应于发送数据而存储肯定确认(ACK)信号，以及存储前导分组的重发次数。确定是否已经正确地发送了前导分组，以及是否存储了前导分组的传输率信息。
而且，通信器150包括传输率设定模块151，用于将在存储器(未示出)中存储的前导分组重发次数与后继分组的重发次数进行比较，并根据比较结果设定后继分组的传输率，从而可以实现改善的自动-低效运行功能。
服务器设备100可以通过上述的构造来控制或监控客户端设备200。客户端设备200包括：输入单元210，如在服务器设备100中一样，用于允许用户直接输入控制命令；输出单元220，用于基于来自服务器设备100和客户端设备200的输入信号而显示处理结果；和控制器230，用于处理各种控制信号并将处理的结果发送至输出单元220和通信器250。
而且，客户端设备200从服务器设备100接收各种控制命令信号。客户端设备200包括通信器250，用于基于控制命令向服务器设备100发送处理结果信号。
在服务器设备100和客户端设备200中提供的通信器150和250各自包括负责无线连网的无线网络调制解调器(未示出)。图4中示出了能够使用无线连网功能的实施例。
如图4所示，这一实施例将服务器设备100定义为基于因特网的冰箱300，将客户端设备200定义为Web簿400，该Web簿以无线方式执行数据无线通信，从基于因特网的冰箱300接收数据，并显示所接收的数据。
Web簿400是能够被加入所述基于因特网的冰箱或与之分离的便携式设备。Web簿400可以在距离基于因特网的冰箱300的预定半径内进行无线通信。可以设定基于最高、较高、较低和最低级别的传输率，从而传输带宽随着存取半径而变换。根据本发明，传输带宽可以设定为11Mbps、5.5Mbps、2Mbps或1Mbps。根据基于因特网的冰箱300与作为接入点的Web簿400之间的距离，提供自动-低效运行功能以自动地最优化数据传输率。
图5是图解说明根据本发明的服务器系统的传输处理说明性视图。
首先，服务器设备100将第一请求发送(RTS)信号RTS1发送至接收数据的客户端设备200。随后，客户端设备200响应于第一RTS信号RTS1将第一清除发送(CTS)信号CTS1发送至服务器设备100。
接收第一CTS信号CTS1的服务器设备100以1Mbps的传输率重发六次分组编号为0的数据。当客户端设备200发送否定确认(NAK)信号NAK1时，服务器设备100基于数据的第7次重发操作发送第二RTS信号RTS2。在从客户端设备200接收第二CTS信号CTS2后，服务器设备100发送数据分组#0_7。
当发送数据分组#0_7时，以1Mbps的传输率执行传输操作。当客户端设备200已正确地接收到数据分组#0_7时，其将肯定确认(ACK)信号ACK2发送至服务器设备100。服务器设备100发送第三RTS信号RTS 3，以便可以发送下一个数据分组#1_0。响应于第三RTS信号RTS3，客户端设备200发送第三CTS信号CTS3。
接收第三CTS信号CTS3的服务器设备100开始发送分组编号为1的后继分组。在这一情形中，在服务器设备100的控制器130中提供的存储器(未示出)存储由网络状态检测器140检测到的指示7次前导分组重发的信息。将前导分组的重发次数与后继分组的重发次数进行比较。传输率设定模块151根据确定结果以预定的传输率发送后继分组。
如图5所示，由于前导分组的重发次数是7，因而确定无线网络先前的传输状态不稳定。当发送第一后继分组#1_0时，以前导分组最后的1Mbps的传输率启动传输操作。
因此，当在当前网络的不稳定环境中不能确保充分的传输率的状态中，可以防止传统的根据服务器100的初始设定操作以11Mbps从客户端设备200发送数据。因此，由于不产生传输负载或传输延迟，因此不会使用户感到不方便。
如果正常地发送和接收到后继分组#1_0，并从客户端设备200接收到ACK信号ACK3，则确定已经在第一传输正常地接收到了后继数据。因此，当发送下一分组#2_0时，服务器设备100能够以2Mbps的传输率启动该下一分组传输。
下面将参考图6详细描述经由无线网络的通信方法。
图6是图解说明根据本发明的服务器系统的数据传输处理的流程图。
在根据本发明的经由无线网络的通信方法中，用于发送数据的服务器设备将第一请求发送(RTS)信号RTS1发送至与服务器系统相连接的无线网络中的相应的客户端设备，所述服务器系统包括用于发送和接收数据的服务器设备和至少一个客户端设备(S1)。
所述客户端设备接收第一RTS信号RTS1并将第一清除发送(CTS)信号CTS1发送至服务器设备(S2)。
为了使服务器设备在发送相应的数据分组(下文中成为“后继分组”)时能够以适合于当前网络环境的传输率发送后继分组，服务器设备将紧邻在后继分组传输之前的前导分组重发次数与后继分组重发次数进行比较(S3)。服务器设备经由通信信道以预定的传输率将后继分组发送至客户端设备。
如果作为比较(S3)的结果，前导分组重发次数等于或大于后继分组的重发次数，则服务器设备以前导分组的最终传输率开始发送后继分组(S4)。否则，如果前导分组的重发次数小于后继分组的重发次数，则服务器设备以当前数据传输率发送后继分组(S5)。
客户端设备确定是否已经正确地接收了从服务器设备发送的数据分组，并将指示该确定结果的信号发送至服务器设备(S6)。如果已经正确地接收了数据，则客户端设备发送肯定确认(ACK)信号ACK1(S7)。否则，如果没有正确地接收到数据，则客户端设备发送否定确认(NAK)信号NAK1(S8)。
在发送了NAK信号NAK1的情形中(S8)，由于客户端设备没有正确地接收到数据，服务器设备重发数据。在这一情形中，当服务器设备将第二RTS信号RTS2发送至客户端设备并且客户端设备将第二CTS信号CTS2发送至服务器设备时，启动重发处理。然后，重复上面的步骤S1至S6。
当客户端设备已正确地接收到数据时，服务器设备接收ACK信号ACK1并确定是否已发送了所有的数据，以准备下一个数据传输操作(S9)。
如果所有的数据都已发送，则数据传输处理结束。否则，如果还剩余将要被发送的数据，则服务器设备将RTS信号发送至客户端设备，从而可以发送下一个数据。
如果还没有正确地接收到数据(S6)，则发送NAK信号NAK1(S8)。在重发处理中，发送和接收第二RTS信号RTS2和第二CTS信号CTS2。这里，如果已正确地接收到重发的数据，并且确定对于所有数据的传输操作尚未完成(S9)，则服务器设备将第三RTS信号RTS3发送至客户端设备以发送下一数据。客户端设备将第三CTS信号CTS3发送至服务器设备，并重复上面的步骤S1至S8。
如从上面的描述所显而易见的，本发明提供经由无线网络进行通信的服务器系统及其通信方法，其能够通过当网络状态不稳定以及前导分组的重发次数增加时监控和暂时地存储前导分组的传输率信息以及应用前导分组的最终传输率来发送第一后继分组，避免传输负载、减少不必要的重发次数、并实现稳定和快速的无线通信。
尽管已经为了示例的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员应当明白，可以在不违背如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下作出各种修改、添加和替换。

Claims (16)

1.一种经由无线网络进行通信的服务器系统，包括：
至少一个客户端设备，包括经由无线网络与服务器设备进行数据通信的通信器；和
服务器设备，用于对所述至少一个客户端设备进行状态监控操作或控制操作，
其中所述服务器设备包括：
网络状态检测器，用于在每当发送数据分组时检测无线网络的状态；和
通信器，用于在发送数据分组失败时重复预定次数的重发操作；当由网络状态检测器检测到的前导分组已被发送时根据网络的传输状态可变地设定传输率；和以可变地设定的传输率开始发送后继分组。
2.如权利要求1所述的服务器系统，其中在所述服务器设备中提供的所述通信器包括：
传输率设定模块，用于将前导分组重发次数与后继分组重发次数进行比较；如果前导分组重发次数等于或大于后继分组重发次数则以前导分组的最终传输率来发送数据分组；如果前导分组重发次数小于后继分组重发次数则以当前数据传输率来发送数据分组。
3.如权利要求1所述的服务器系统，其中在所述服务器和客户端设备中提供的通信器各自包括用于无线连网的无线网络调制解调器。
4.如权利要求1所述的服务器系统，其中所述服务器设备包括：
输入单元，用于接收控制信号；和
输出单元，用于基于来自客户端和服务器设备的输入信号而输出操作和处理结果。
5.如权利要求4所述的服务器系统，其中所述服务器设备还包括：
控制器，用于处理来自输入单元的输入信号和来自至少一个客户端设备的各种控制信号，将所述控制信号发送至在服务器设备中提供的通信器从而可以经由无线网络来控制所述至少一个客户端设备，并且基于控制信号将处理结果输出至输出单元。
6.如权利要求5所述的服务器系统，其中在所述服务器设备中提供的控制器包括：
存储器，用于经由网络存储传输率信息；在将数据发送至所述客户端设备之后存储肯定确认信号；以及当发送前导分组时存储重发次数。
7.如权利要求1所述的服务器系统，其中所述客户端设备包括：
输入单元，用于接收控制信号；和
输出单元，用于基于来自客户端设备和服务器设备的输入信号而显示处理结果。
8.如权利要求7所述的服务器系统，其中所述客户端设备还包括：
控制器，用于处理来自输入单元的输入信号和来自服务器设备的各种控制信号，并且基于控制信号将处理结果发送至在客户端设备中提供的通信器从而可以将处理结果发送至服务器设备，或者基于控制信号将处理结果发送至输出单元从而输出单元可以显示处理结果。
9.如权利要求2所述的服务器系统，其中所述服务器设备使用基于因特网的冰箱，该冰箱能够对连接至家庭网络的至少一个客户端设备执行状态监控操作或控制操作。
10.如权利要求9所述的服务器系统，其中所述客户端设备使用Web簿，用于从基于因特网的冰箱接收控制命令和显示处理结果。
11.如权利要求10所述的服务器系统，其中所述Web簿被安装为加入到基于因特网的冰箱中或与其相分离。
12.一种经由无线网络进行通信的服务器系统的通信方法，所述服务器系统包括至少一个客户端设备，用于经由无线网络与服务器设备进行数据通信；
和服务器设备，用于对所述至少一个客户端设备进行状态监控操作或控制操作，所述操作方法包括步骤：
(a)通过用于发送数据的服务器设备将请求发送(RTS)信号发送至相应的客户端设备；
(b)响应于RTS信号通过客户端设备将清除发送(CTS)信号发送至服务器设备；
(c)通过服务器设备将前导分组重发次数与后继分组重发次数进行比较，并以预定的传输率经由通信信道将来自服务器设备的数据分组发送至客户端设备；和
(d)当所述客户端设备从服务器设备正确地接收到数据分组时，发送肯定确认(ACK)信号，当所述客户端设备没有正确地接收到数据分组时，发送否定确认(NAK)信号。
13.根据权利要求12的通信方法，其中执行用于最优化数据传输率的自动-低效运行功能，从而在执行数据传输操作时能够根据服务器和客户端设备之间的存取半径自动地应用设定在最高、较高、较低和最低级别的数据传输率中的一种。
14.根据权利要求12所述的通信方法，其中所述步骤(c)包括步骤：
如果前导分组的重发次数等于或大于后继分组的重发次数，则以前导分组的最终传输率发送数据分组；和
如果前导分组的重发次数小于后继分组的重发次数，则以当前数据传输率发送数据分组。
15.根据权利要求12所述的通信方法，其中所述步骤(d)包括步骤：
当客户端设备尚未正确地接收到数据分组时，从服务器设备发送另一个RTS信号并重复步骤(a)至(d)。
16.根据权利要求12所述的通信方法，其中所述步骤(d)包括步骤：
如果客户端设备已经正确地接收到数据分组，则确定是否已经完全发送了所有的数据分组；
如果完全发送了所有的数据分组，则结束数据分组传输处理；和
如果尚未完全发送所有的数据分组，则对于下一个数据分组传输操作发送另一个RTS信号，并重复步骤(a)至(d)。
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