專(zhuān)利名稱：有功率控制功能的多播通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多播通信系統(tǒng)，具體而言，涉及使用IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的多播通信。
背景技術(shù)：
雖然將IEEE 802.11系統(tǒng)用于多播通信是非常理想的，但I(xiàn)EEE802.11標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有為廣播或多播幀(用ToDS(發(fā)往分布式系統(tǒng))比特集發(fā)送的那些幀除外)提供MAC層(媒體接入控制)的恢復(fù)技術(shù)。因此，由于干擾、碰撞或時(shí)變信道特性導(dǎo)致幀丟失的概率提高，從而使這些業(yè)務(wù)的可靠性相對(duì)于定向業(yè)務(wù)的可靠性降較低了。用ToDS比特集從一個(gè)STA(站)傳輸?shù)娜魏螐V播或多播MPDU(MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元)除了要遵守CSMA/CA(載波幀聽(tīng)多路接入/沖突避免)的基本接入過(guò)程外，還需要遵守RTS/CTS(準(zhǔn)備發(fā)送/準(zhǔn)許發(fā)送)交換的規(guī)則，因?yàn)镸PDU針對(duì)的是AP(接入點(diǎn))。
“單播”一詞用于描述一段信息從一個(gè)點(diǎn)發(fā)往另一個(gè)點(diǎn)的通信。這種情況下，只有一個(gè)發(fā)射機(jī)，只有一個(gè)接收機(jī)。
“多播”一詞用于描述一段信息從一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)發(fā)往一組其它點(diǎn)的通信。在這種情況下，發(fā)射機(jī)可能是一個(gè)或多個(gè)，信息被分發(fā)到一組接收機(jī)(可能沒(méi)有接收機(jī)，或者，有任何其它數(shù)量的接收機(jī))。
多播客戶機(jī)只有在它們先前已經(jīng)選擇了接收分組(通過(guò)加入特定的多播組地址)時(shí)才能接收一串分組。組內(nèi)的成員資格是動(dòng)態(tài)的，并由接收機(jī)控制(由本地的客戶機(jī)應(yīng)用通知)。
如果一組客戶機(jī)同時(shí)需要一組公共的數(shù)據(jù)，或者當(dāng)客戶機(jī)能夠在需要之前接收和存儲(chǔ)(緩存)公共數(shù)據(jù)的時(shí)候，多播模式是很有用的。如果一組客戶機(jī)對(duì)相同的數(shù)據(jù)都有需求，則多播傳輸可以大大節(jié)省帶寬(與N個(gè)不同的單播客戶機(jī)相比，可以等于其帶寬的1/N)。
因此，IEEE 802.11系統(tǒng)中無(wú)法從接收終端獲得當(dāng)前關(guān)于分組傳輸成功與否(或失敗)或者鏈路狀況的反饋信息，這妨礙了使傳輸參數(shù)動(dòng)態(tài)適應(yīng)通過(guò)傳輸過(guò)程檢測(cè)到的鏈路狀況變化的方案的設(shè)計(jì)(例如，數(shù)據(jù)速率、信道編碼方案、調(diào)制和發(fā)射功率)。
當(dāng)多播通信用于音頻或視頻流目的時(shí)，這樣的缺陷更加明顯，其中，大量的數(shù)據(jù)發(fā)往多播目的組。
然而，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)為單播通信情形提供了一種可靠的逐個(gè)分組的MAC確認(rèn)機(jī)制，從而闡明了鏈路適配和功率控制策略。
一些簡(jiǎn)單卻頗有價(jià)值的鏈路適配方案(例如，在J.del Prado，S.Choi的“Link Adaptation Strategy for IEEE 802.11 WLAN via ReceivedSignal Strength Measurement”，Proceedings of the IEEE InternationalConference on Communications(ICC′03)，Anchorage，Alaska，USA，Volume 2，pp.1108-1113，11-15May 2003中有描述)依賴RSSI(接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo))測(cè)量結(jié)果，可能還有背景噪聲，來(lái)自進(jìn)入反饋信息、控制或管理幀，如ACK(確認(rèn)幀)或周期性的信標(biāo)信號(hào)。這些方案基于以下假設(shè)一個(gè)終端和接入點(diǎn)之間的上行和下行鏈路狀況可以粗略地估計(jì)為對(duì)稱的。因此，如果向發(fā)送方終端回送確認(rèn)消息，這些算法可以不加修改地適用于多播通信情形。
此外，只要能收集到關(guān)于鏈路狀況和交換業(yè)務(wù)特性的更高質(zhì)量的信息并將其反饋給發(fā)送端，則還有很多不基于RSSI的先進(jìn)的鏈路適配方案(例如，在D.Qiao，S.Choi，and K.G.Shin，″Goodput Analysisand Link Adaptation for IEEE 802.1Ia Wireless LANs，″IEEE Trans.OnMobile Computing(TMC)，Volume 1，no.4，pp.278-292，October-December 2002 and A.Grilo，M.Nunes″Link Adaptation andTransmit Power Control for Unicast and Multicast in IEEE 802.1 la/h/eWLANs″Proceedings of the 28th Annual IEEE Conference on LocalComputer Networks(LCN′03)，Volume 1，pp.334-345，20-24 October2003中有描述)。
但是，雖然使用后面一些方案能增強(qiáng)性能，但前面一些方案可由任何類(lèi)型的接收終端(包括，非增強(qiáng)型的)利用，只要中繼所有業(yè)務(wù)流(當(dāng)工作于基礎(chǔ)設(shè)施模式下時(shí))所借助的AP(接入點(diǎn))仍是增強(qiáng)型設(shè)備即可。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)上傳送多播通信消息的方法，所述方法包括下列步驟(i)從一個(gè)發(fā)射機(jī)向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)流；(ii)從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)生成從所選定接收機(jī)發(fā)出的反饋信號(hào)；(iii)在所選定的時(shí)間點(diǎn)，接收來(lái)自所選定接收機(jī)的反饋信號(hào)；以及(iv)根據(jù)所收到的反饋信號(hào)，調(diào)整所述數(shù)據(jù)流的傳輸，其中，將所述數(shù)據(jù)流作為一系列的多播消息發(fā)送到所述多個(gè)接收機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)，包括發(fā)射機(jī)(4)，向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送多播數(shù)據(jù)流；多個(gè)接收機(jī)(6a、6b、6c)，均從所述發(fā)射機(jī)接收數(shù)據(jù)流；以及選擇模塊，從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)用來(lái)生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中，如果接收到所述選擇模塊發(fā)出的選擇信號(hào)，各接收機(jī)(6a、6b、6c)就在所述時(shí)間點(diǎn)向所述發(fā)射機(jī)(4)提供反饋信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括發(fā)射單元，向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送多播數(shù)據(jù)流；選擇單元，從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)用來(lái)生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中，所述發(fā)射機(jī)在所述時(shí)間點(diǎn)向選定的接收機(jī)發(fā)送選擇信號(hào)，并從所選定的接收機(jī)接收反饋信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括接收單元，從發(fā)射機(jī)接收多播數(shù)據(jù)流；選擇模塊，選擇用于生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)；以及反饋單元，在選定的時(shí)間點(diǎn)向所述網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)提供反饋信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)接收機(jī)包括用于選擇時(shí)間點(diǎn)的計(jì)時(shí)器。在這種情況下，每個(gè)接收機(jī)可以在接收機(jī)提供反饋信號(hào)時(shí)將其計(jì)時(shí)器復(fù)位。
反饋信號(hào)可包括描述接收機(jī)端的接收質(zhì)量的參數(shù)，或者，可包括用于讓發(fā)射機(jī)發(fā)送后續(xù)消息的建議發(fā)射參數(shù)。
發(fā)射機(jī)的選擇單元可以向所選定的接收機(jī)發(fā)送單播選擇消息，并可以從所選定接收機(jī)接收形式為單播消息的反饋信號(hào)。
反饋信號(hào)可以作為多播消息提供。此外，只有在未提供等效的反饋信號(hào)時(shí)，才提供反饋信號(hào)。
對(duì)于多播通信情形，我們知道●構(gòu)成多播組的接收終端的數(shù)量，其對(duì)于家用情形預(yù)期為適宜●IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)所用的基于競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問(wèn)控制方案(CSMA/CA)●與音頻和視頻流應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的實(shí)時(shí)QoS約束條件，其可能涉及不打開(kāi)分組重傳(ARQ)逐個(gè)分組的確認(rèn)機(jī)制類(lèi)似于為單播通信設(shè)計(jì)的機(jī)制，其中，每次分組傳送都需要從多播組的每個(gè)成員那里得到確認(rèn)，這看起來(lái)好像不是提供反饋機(jī)制的好辦法，因?yàn)橄嚓P(guān)的開(kāi)銷(xiāo)。因此，按照上述問(wèn)題，這樣的反饋方案應(yīng)當(dāng)是選擇性的。因此，所得的鏈路適配/功率控制方案可能不如它的單播通信對(duì)應(yīng)者準(zhǔn)確，但仍然有效。
另一方面，選擇性的反饋可能包括接收終端只在檢測(cè)到某些事件(如由于大量進(jìn)入分組丟失造成的鏈路狀況明顯惡化)時(shí)才向發(fā)射終端發(fā)送反饋信息。關(guān)于鏈路質(zhì)量變化或者傳輸失敗的這些反饋信息應(yīng)當(dāng)由接收終端報(bào)告給它所有的對(duì)等方。但隨之，選擇性的反饋可能包括輪詢接收終端，以便向發(fā)射端報(bào)告其鏈路狀況。
關(guān)于如何承載和利用有關(guān)鏈路狀況和傳輸狀態(tài)的反饋信息，有兩個(gè)可用的選項(xiàng)1、在數(shù)據(jù)鏈路層上2、在較高的OSI堆棧層(如，網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層或應(yīng)用層)第一個(gè)選項(xiàng)能加快鏈路適配機(jī)制的響應(yīng)，甚至可以基于每個(gè)數(shù)據(jù)鏈路分組的基礎(chǔ)工作，因此優(yōu)選用于不相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用(例如，文件傳輸)。另一方面，第二種選擇有利于實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的鏈路適配機(jī)制(相比依賴RSSI測(cè)量結(jié)果的那些機(jī)制而言)。它產(chǎn)生較慢的適配響應(yīng)，但是對(duì)于高度相關(guān)的業(yè)務(wù)(例如，流)仍是有效的。
與所交換的業(yè)務(wù)密切相關(guān)的是如何在逐個(gè)分組的確認(rèn)策略和塊確認(rèn)策略做出選擇。再次，第一種策略非常適合不相關(guān)業(yè)務(wù)，而第二種策略更適合相關(guān)業(yè)務(wù)。
同樣，有多種替代方式可讓終端率先觸發(fā)反饋機(jī)制。一方面，反饋可由多播通信的發(fā)射終端請(qǐng)求，另一方面，反饋可在確定一個(gè)接收終端時(shí)發(fā)出。


圖1示出了一個(gè)多播通信系統(tǒng)；圖2示出了采用本發(fā)明一個(gè)方面的方法；圖3示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例中的時(shí)序；圖4示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例中的時(shí)序。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了遵循IEEE 802.11且根據(jù)本發(fā)明可用的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)1包括內(nèi)容提供器2、發(fā)射機(jī)4和多個(gè)接收機(jī)6a、6b、6c。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以提供任意數(shù)量的接收機(jī)6，但圖1中為清楚起見(jiàn)只顯示了三個(gè)。發(fā)射機(jī)4在網(wǎng)絡(luò)鏈路5a、5b、5c上與接收機(jī)6a、6b、6c進(jìn)行多播通信，這是通過(guò)向這些接收機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如上所述，IEEE 802.11不直接適合這樣的多播通信，因?yàn)槿狈线m的鏈路性能反饋。本發(fā)明的實(shí)施例旨在提供這樣的鏈路性能信息，以實(shí)現(xiàn)鏈路適配。下面將結(jié)合圖2的流程圖描述網(wǎng)絡(luò)1的工作過(guò)程。
圖2示出了體現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)方面的方法，而圖3示出了第一實(shí)施例中信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)序。
在步驟i中，發(fā)射機(jī)4發(fā)送多播通信分組(即，根據(jù)所交換的業(yè)務(wù)流的特性以及使用的是逐個(gè)分組的確認(rèn)策略還是塊確認(rèn)策略，連續(xù)發(fā)送特定量的分組)——多播通信開(kāi)始。
然后，選擇一個(gè)接收機(jī)(步驟ii)。該選擇可由發(fā)射機(jī)4完成，或者由一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)完成。在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)選擇接收機(jī)，更具體地說(shuō)，由AP完成。
然后，發(fā)射機(jī)4使用多播通信模式，向多播組(包括接收機(jī)6a、6b、6c)內(nèi)選定的接收機(jī)發(fā)送一個(gè)選擇信號(hào)，例如零長(zhǎng)度幀(即，沒(méi)有數(shù)據(jù)負(fù)載的假消息)。
根據(jù)IEEE 802.11，如果收到了單播消息，選定的接收機(jī)就向發(fā)射機(jī)4回送一個(gè)形式為確認(rèn)消息的反饋信號(hào)。收到消息后，通過(guò)RSSI測(cè)量可以提取鏈路性能信息。這樣，就能夠采用很多現(xiàn)有的專(zhuān)為單播模式設(shè)計(jì)的鏈路適配方案，而無(wú)需做出任何算法修改。
在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例中，反饋機(jī)制由發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，發(fā)射機(jī)4就能確定預(yù)期要對(duì)多播數(shù)據(jù)分組進(jìn)行逐分組還是逐塊的確認(rèn)；必要的時(shí)候，根據(jù)接收多播組的接收終端個(gè)數(shù)和交換業(yè)務(wù)的延時(shí)約束條件，選擇塊的大??；對(duì)于所請(qǐng)求的每個(gè)確認(rèn)，選擇一個(gè)接收終端，這通過(guò)向其發(fā)送選擇信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
作為由發(fā)射機(jī)4用來(lái)從各個(gè)接收機(jī)請(qǐng)求反饋信息所用的方案，該實(shí)施例中描述兩個(gè)選項(xiàng)，還有其它的選項(xiàng)能采用任何合適的算法來(lái)安排反饋請(qǐng)求消息。
1、根據(jù)接收機(jī)的循環(huán)順序(按照預(yù)定的順序)安排反饋，循環(huán)順序會(huì)隨著有接收機(jī)加入或離開(kāi)多播組而改變。在這些情況下，在出現(xiàn)某一事件時(shí)更新接收機(jī)列表。
2、根據(jù)接收機(jī)的均勻分布隨機(jī)序列，安排反饋。
該優(yōu)選實(shí)施例工作于數(shù)據(jù)鏈路層，并依賴于發(fā)射機(jī)請(qǐng)求反饋策略。根據(jù)所交換的業(yè)務(wù)流、當(dāng)前多播傳輸傳送的業(yè)務(wù)流的時(shí)間約束條件和選擇性反饋策略(包括根據(jù)預(yù)定或隨機(jī)的順序，在某一時(shí)刻，輪詢來(lái)自一個(gè)接收機(jī)的反饋信息)，確認(rèn)可以是逐個(gè)分組的，也可以是逐塊的。
下面描述當(dāng)根據(jù)均勻分布的隨機(jī)順序的接收機(jī)安排反饋時(shí)如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的有關(guān)步驟和問(wèn)題。首先，有必要估計(jì)值P，作為在安排反饋消息之前應(yīng)當(dāng)發(fā)送的多播分組的數(shù)量。
理想情況下，選擇P時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮多播通信方案中由于使用反饋而引起的開(kāi)銷(xiāo)。理想情況下，該開(kāi)銷(xiāo)不應(yīng)平均比對(duì)于單播情形所觀測(cè)到的情形超出太多。換言之，由于媒體競(jìng)爭(zhēng)和反饋請(qǐng)求這兩個(gè)預(yù)期階段的持續(xù)時(shí)間以及P個(gè)分組的發(fā)送和傳播時(shí)間劃分出的相應(yīng)反饋?lái)憫?yīng)時(shí)間，開(kāi)銷(xiāo)不應(yīng)超過(guò)SIFS(短幀間距)持續(xù)時(shí)間加上確認(rèn)消息傳輸時(shí)間之和之間的比值。因此，P的優(yōu)選值是P＞＝3。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，P＞＝1+(Tc+TDD)/(SIFS+TTACK)，其中，Tc是平均媒體競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間，TTD是傳輸假分組所需的時(shí)間，SIFS是短幀間距，TTACK是傳輸ACK消息所需的時(shí)間。
此外，在選擇P的值時(shí)，可能還需要考慮其它因素，如所用的傳輸模式或者正在傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)流的類(lèi)型，例如，其延時(shí)(時(shí)間)緊急程度。誠(chéng)然，使用在固定大小時(shí)間窗內(nèi)最新觀測(cè)的N個(gè)Tc值的均值和假設(shè)TTD＜＜Tc且TTACK＜＜SIFS，可以自適應(yīng)地計(jì)算P的值。此外，對(duì)于IEEE 802.11e而言，接入類(lèi)型可用于分配不同的優(yōu)先級(jí)給不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)或信源，類(lèi)似地，可以根據(jù)接入類(lèi)型值，給P的值分配不同的值。反饋頻率相關(guān)值的選擇應(yīng)當(dāng)能平衡鏈路適配方案的有效性和接收終端的有效數(shù)據(jù)速率。
如上所述，可以基于隨機(jī)選中的可用接收機(jī)，選擇提供反饋的接收機(jī)。用于創(chuàng)建該隨機(jī)選擇的一種示范性方法是估計(jì)一個(gè)隨機(jī)變量u，它在區(qū)間
遵循均勻概率密度函數(shù)。如果從隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中采樣出的結(jié)果u0屬于區(qū)間[(r-1)/R，r/R]，其中R是多播接收組中接收機(jī)的數(shù)量，r是區(qū)間[1，R]中的正整數(shù)。那么，接收機(jī)列表中的第r個(gè)接收機(jī)被選作下一個(gè)關(guān)于其鏈路狀況而受輪詢的對(duì)象。
源終端向多播接收組發(fā)送P個(gè)分組中的(1+ceil((R*u0-r+1)*(P-1)))個(gè)，其中，函數(shù)ceil(x)如下定義。如果x-a+b(其中b屬于開(kāi)區(qū)間(0，1))，并且，a是正整數(shù)。如果b＜.5，ceil(x)＝a。否則，ceil(x)＝a+1。
因此，在發(fā)送方從任何接收機(jī)獲得鏈路狀況反饋之前，能保證收到至少一個(gè)分組。
在本發(fā)明的該實(shí)施例的一種實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式中●發(fā)射機(jī)4使用單播模式，發(fā)送反饋請(qǐng)求給先前選中的接收機(jī)，從而傳達(dá)關(guān)于其鏈路狀況的反饋請(qǐng)求。反饋請(qǐng)求優(yōu)選是假數(shù)據(jù)分組。
●使用IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的可靠方案，由選中的接收機(jī)向發(fā)射機(jī)4回送ACK(反饋)消息，根據(jù)該消息，可以啟動(dòng)鏈路適配算法。
●發(fā)射機(jī)4切換回多播傳輸模式，并向多播接收組發(fā)送P個(gè)分組中當(dāng)前的(P-1+ceil((R*u0-r+1)*(P-1)))個(gè)。
●可用接收機(jī)列表可以根據(jù)鏈路適配算法的結(jié)果進(jìn)行更新。如果沿著滑動(dòng)時(shí)間窗(包含鏈路適配算法選中的最新N個(gè)傳輸模式值)，觀測(cè)結(jié)果是，所得的傳輸模式平均遠(yuǎn)不如輪詢之前所用的強(qiáng)健，則這一事實(shí)指出，該接收機(jī)的鏈路狀況既穩(wěn)定又良好，所以，對(duì)于下面的一些回合來(lái)說(shuō)，可以跳過(guò)對(duì)相應(yīng)接收機(jī)的輪詢，即，臨時(shí)從接收機(jī)列表中將其剔除出去。
這樣的過(guò)程可以如下方式得到進(jìn)一步的改善從接收機(jī)列表中刪去的不僅是對(duì)于最后輪詢回合平均表現(xiàn)出非常良好鏈路狀況的接收機(jī)，而且還刪去表現(xiàn)出非常糟糕鏈路狀況(與其接收同伴相比)的接收機(jī)，因?yàn)?，這可能需要不太有效的傳輸模式根據(jù)流應(yīng)用需求提供足夠的帶寬，并對(duì)于所有多播組成員導(dǎo)致不可容忍的服務(wù)質(zhì)量降級(jí)。
只要既未達(dá)到特定的超時(shí)并且對(duì)于任何接收機(jī)也未觀測(cè)到鏈路狀況的任何急劇下跌，就應(yīng)盡可能長(zhǎng)地保持這樣的臨時(shí)剔除，因?yàn)楹笳弑砻?，鄰近干擾源影響多播組中的一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)的效應(yīng)。
概而言之，如果將體現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)方面的發(fā)射機(jī)和增強(qiáng)型的接入點(diǎn)結(jié)合起來(lái)使用，則可以實(shí)現(xiàn)最佳的性能，該發(fā)射機(jī)基于來(lái)自進(jìn)入信標(biāo)幀(由發(fā)射機(jī)周期性地發(fā)送)的RSSI測(cè)量結(jié)果使用鏈路適配方案，該接入點(diǎn)根據(jù)上述輪詢方案從接收機(jī)獲取反饋信號(hào)，并使用可以從收到的ACK消息上的RSSI測(cè)量結(jié)果中獲取信息的鏈路適配方案。
應(yīng)當(dāng)觀測(cè)出的是，在該實(shí)施例中，為體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，只有接入點(diǎn)必須得到增強(qiáng)。這是因?yàn)椋诘谝粋€(gè)實(shí)施例中，接收終端用確認(rèn)消息對(duì)假消息簡(jiǎn)單地做出應(yīng)答，因?yàn)樗鼈兏鶕?jù)IEEE 802.11根據(jù)被迫如此，據(jù)此，即可提取鏈路適配算法所需的所有信息。
下面結(jié)合圖4的時(shí)序圖描述本發(fā)明的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在圖4中，示出了多次信號(hào)傳輸，它們被標(biāo)注如下a)表示多播傳輸幀，b)表示單播反饋請(qǐng)求，c)表示衰退質(zhì)量反饋信號(hào)，d)表示改善質(zhì)量反饋信號(hào)。
在第二實(shí)施例中，由接收機(jī)自己選擇提供反饋的接收機(jī)。在這種情況下，與前一實(shí)施例中的瞬時(shí)不同，選中的接收機(jī)返回有關(guān)鏈路狀況和一個(gè)時(shí)間窗上傳輸狀態(tài)的反饋信息。
接收機(jī)觀測(cè)鏈路質(zhì)量和分組傳輸狀態(tài)(例如，由于分組編號(hào)引起的檢測(cè)到的分組丟失、被破壞的分組等等)。
當(dāng)任何接收機(jī)觀測(cè)到鏈路狀況的大幅降級(jí)或改善時(shí)，接收機(jī)就競(jìng)爭(zhēng)媒體，從而向發(fā)送方終端報(bào)告這種變化。為此，為了滿足選擇性的反饋需求，需要運(yùn)用一些規(guī)則。
1、對(duì)于檢測(cè)到最大鏈路狀況變化的那些接收終端，應(yīng)當(dāng)區(qū)分媒體接入的優(yōu)先次序。例如，鏈路狀況反饋的較長(zhǎng)退避時(shí)段可分配給較小的觀測(cè)鏈路狀況變化。
2、有限數(shù)量的(Lr個(gè))接收終端應(yīng)當(dāng)能夠在每次傳輸回合之后發(fā)送任何反饋信息。
3、應(yīng)當(dāng)盡可能地避免冗余的反饋信息(例如，對(duì)于有些鏈路適配方案而言，讓兩個(gè)終端都報(bào)告類(lèi)似的鏈路狀況變化沒(méi)有好處)。此外，為了檢測(cè)具有類(lèi)似鏈路狀況的終端，在多播會(huì)話啟動(dòng)時(shí)，可以執(zhí)行鏈路質(zhì)量測(cè)量階段。
因此，報(bào)告的任何反饋消息應(yīng)當(dāng)使用多播傳輸模式發(fā)送給信源和多播組的其它成員，所以，一旦報(bào)告了Lr個(gè)接收機(jī)，或者源終端捕獲到媒體狀態(tài)，傳輸就正常進(jìn)行。
對(duì)于當(dāng)前情形，由于反饋信息的無(wú)發(fā)射機(jī)單播請(qǐng)求特性，現(xiàn)今的鏈路適配算法需要相應(yīng)地做出修改，因此，不允許與非增強(qiáng)型的接收發(fā)射機(jī)和接收機(jī)共存。
但是，這種方法使得能在各接收機(jī)上運(yùn)行鏈路適配。相應(yīng)地，回送給源端的反饋信息能夠只包括在接收處計(jì)算出的推薦傳輸參數(shù)設(shè)置。
類(lèi)似于第一個(gè)實(shí)施例，接收機(jī)列表中最終會(huì)有一個(gè)接收機(jī)受到輪詢而發(fā)出反饋消息。該消息應(yīng)理解為與上述決策標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)，因?yàn)椋溌焚|(zhì)量即使沒(méi)有巨大變化，在合理調(diào)整的間隔內(nèi)也應(yīng)當(dāng)發(fā)送一些反饋。這對(duì)以下情形起到了保護(hù)作用明顯的鏈路降級(jí)抑制任何其它反饋消息的傳輸?；蛘?，根據(jù)它們剛才取出的隨機(jī)數(shù)，接收機(jī)可以本地決定是否發(fā)送反饋消息；隨機(jī)序列的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)確保兩個(gè)這樣的反饋消息爭(zhēng)用媒體的機(jī)會(huì)很低。
當(dāng)考慮第二優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，下面的實(shí)現(xiàn)步驟和問(wèn)題是很重要的。
發(fā)射機(jī)估計(jì)缺省計(jì)時(shí)器的間隔大小T。多播接收組中的每個(gè)接收機(jī)得知該值。該值可以根據(jù)PHY模式進(jìn)行選擇。
發(fā)射機(jī)將至少一個(gè)分組多播給多播接收組。接收之后，接收機(jī)立即在區(qū)間
內(nèi)安排它們的隨機(jī)計(jì)時(shí)器。
每個(gè)接收機(jī)獨(dú)立地估計(jì)隨機(jī)變量uk，uk在區(qū)間
內(nèi)遵循均勻概率分布函數(shù)。
然后，對(duì)來(lái)自隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的采樣值uk施加數(shù)學(xué)變換X()。最后，所得的量乘以T+ΔT。
附加項(xiàng)ΔT也是由各個(gè)接收機(jī)獨(dú)立計(jì)算出來(lái)的。它是一個(gè)確定性的參數(shù)，用于對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行加權(quán)，以便將接收機(jī)的鏈路狀況告知發(fā)送方，即，它用于統(tǒng)計(jì)接收機(jī)的優(yōu)先級(jí)，以向發(fā)送方反饋它們的鏈路狀況或傳輸參數(shù)建議。以前已經(jīng)提出了一些實(shí)驗(yàn)性的優(yōu)先標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)此可以計(jì)算這樣的值。
另一方面，數(shù)學(xué)變換X()應(yīng)選成為隨機(jī)計(jì)時(shí)器選擇的累積密度函數(shù)的倒數(shù)，因?yàn)椋诎l(fā)送方反饋消息的期望值和由于計(jì)時(shí)器機(jī)制造成的反饋延時(shí)的期望值是指數(shù)分布的。
X(u)=(ln1+(exp(λ)-1)*uλ)]]>看起來(lái)是計(jì)時(shí)器的合適選擇?；蛘?，也可以采用移位功率定律(shiftedpower law，參見(jiàn)M.Nevokee，W.H.Chong，S.Olafsson″An OptimizedTimer-Based Method for Feedback Control in Multicast Communication″London Communications Symposium 2003)X(u)＝t|u-(b*t+(1-b)*ta)＝0}其具有形成參數(shù)a和b。其中變換是用公知的統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算出來(lái)的，如果隨機(jī)變量X有作為累積密度函數(shù)的F(x)，則隨機(jī)變量u＝F(x)是處于區(qū)間
內(nèi)的均勻分布隨機(jī)變量。因此，通過(guò)對(duì)均勻分別隨機(jī)變量運(yùn)用累積密度函數(shù)的倒數(shù)，可以生成X。
計(jì)時(shí)器一旦超時(shí)，相關(guān)的接收機(jī)就1、以多播模式向發(fā)送方和多播接收組內(nèi)的其它成員發(fā)送反饋消息，如果其它接收機(jī)以前沒(méi)有響應(yīng)于最后的流片斷而發(fā)送其它反饋消息的話；或者2、抑制其反饋，以防任何其它接收機(jī)在前一回合中已經(jīng)向相同的源端提供了任何反饋。
因此，接收機(jī)應(yīng)當(dāng)1、能夠分辯出流式源終端的MAC地址，當(dāng)有一個(gè)終端加入時(shí)，這可能以與由多播接收組使用的T值相似的方式來(lái)獲取，。
2、每當(dāng)一個(gè)流式片斷開(kāi)始時(shí)，設(shè)置標(biāo)志位，當(dāng)接收機(jī)發(fā)送了反饋?lái)憫?yīng)或者從多播接收組內(nèi)的任何其它成員接收到反饋?lái)憫?yīng)時(shí)，就復(fù)位標(biāo)志位。標(biāo)志位的狀態(tài)表明在計(jì)時(shí)器超時(shí)的時(shí)候接收機(jī)是否要向源端發(fā)送任何反饋。此外，接收機(jī)應(yīng)當(dāng)不僅注冊(cè)各個(gè)源MAC和T值，而且還有不同流式源的各自反饋抑制標(biāo)志位。
概而言之，第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)在OSI堆棧上層，依賴反饋發(fā)出策略，它也可以根據(jù)所交換業(yè)務(wù)流的特性選擇逐分組的或者組確認(rèn)，并且，選擇性的反饋策略包括帶內(nèi)反饋，這是根據(jù)觀測(cè)到的鏈路狀況降級(jí)或改善和沒(méi)有冗余(例如，由于優(yōu)先級(jí)，在每次傳輸回合之后只報(bào)告最大的降低和改善，如果有的話)區(qū)分優(yōu)先次序的。
對(duì)于第二個(gè)實(shí)施例，正在發(fā)送的接入點(diǎn)和接收終端必須都是增強(qiáng)型設(shè)備(即，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行過(guò)改進(jìn))。在第二個(gè)實(shí)施例中，接收終端自身確定和收集鏈路狀況和傳輸狀態(tài)信息，并且a)運(yùn)行鏈路適配算法并將優(yōu)選的傳輸參數(shù)設(shè)置反饋給發(fā)射機(jī)；或者b)僅僅將收集到的信息反饋給發(fā)射機(jī)，由發(fā)射機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種用于在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)上傳送多播通信消息的方法，所述方法包括下列步驟(i)從一個(gè)發(fā)射機(jī)向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)流；(ii)從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)生成從所選定接收機(jī)發(fā)出的反饋信號(hào)；(iii)在所選定的時(shí)間點(diǎn)，接收來(lái)自所選定接收機(jī)的反饋信號(hào)；以及(iv)根據(jù)所收到的反饋信號(hào)，調(diào)整所述數(shù)據(jù)流的傳輸，其中，將所述數(shù)據(jù)流作為一系列的多播消息發(fā)送到所述多個(gè)接收機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇接收機(jī)和選擇時(shí)間點(diǎn)的步驟(ii)是在所述網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機(jī)端執(zhí)行的，并且包括從所述發(fā)射機(jī)向所選定的接收機(jī)發(fā)送單播選擇消息，所述反饋信號(hào)作為單播消息從所選定接收機(jī)返回到所述發(fā)射機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇接收機(jī)和選擇時(shí)間點(diǎn)的步驟(ii)是在選定接收機(jī)端執(zhí)行的，并且，所述反饋信號(hào)作為多播消息提供給所述發(fā)射機(jī)和其它接收機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述時(shí)間點(diǎn)的選擇是用所選定接收機(jī)中的獨(dú)立計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)的，并且，只有在未從其它接收機(jī)之一接收到反饋信號(hào)時(shí)才提供所述反饋信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，一旦接收機(jī)提供了反饋信號(hào)，所述接收機(jī)的獨(dú)立計(jì)時(shí)器就被復(fù)位和重啟。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，接收機(jī)發(fā)送的反饋信號(hào)包含描述接收機(jī)端的接收質(zhì)量的參數(shù)。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，接收機(jī)發(fā)送的反饋信號(hào)包含用于讓所述發(fā)射機(jī)發(fā)送后續(xù)消息的建議發(fā)射參數(shù)。
8.一種IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)，包括發(fā)射機(jī)(4)，向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送多播數(shù)據(jù)流；多個(gè)接收機(jī)(6a、6b、6c)，均從所述發(fā)射機(jī)接收數(shù)據(jù)流；以及選擇模塊，從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)用來(lái)生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中，如果接收到所述選擇模塊發(fā)出的選擇信號(hào)，各接收機(jī)(6a、6b、6c)就在所述時(shí)間點(diǎn)向所述發(fā)射機(jī)(4)提供反饋信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述選擇模塊是由所述發(fā)射機(jī)(4)提供的，其向所選定的接收機(jī)發(fā)送單播選擇消息，所述發(fā)射機(jī)從所選定接收機(jī)接收作為單播消息的反饋信號(hào)。
10.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述選擇模塊由至少一個(gè)接收機(jī)(6a、6b、6c)提供，并且，所述接收機(jī)將它們各自的反饋信號(hào)作為多播消息發(fā)送給所述發(fā)射機(jī)和其它接收機(jī)。
11.如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)，其中，每個(gè)接收機(jī)只有在其它接收機(jī)都未提供等效的反饋信號(hào)時(shí)才提供這樣的反饋信號(hào)。
12.一種用于IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)包括發(fā)射單元，向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)送多播數(shù)據(jù)流；選擇單元，從所述多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)，并選擇一個(gè)用來(lái)生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中，所述發(fā)射機(jī)在所述時(shí)間點(diǎn)向選定的接收機(jī)發(fā)送選擇信號(hào)，并從所選定的接收機(jī)接收反饋信號(hào)。
13.一種用于IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括接收單元，從發(fā)射機(jī)接收多播數(shù)據(jù)流；選擇模塊，選擇用于生成反饋信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)；以及反饋單元，在選定的時(shí)間點(diǎn)提供指明網(wǎng)絡(luò)鏈路性能的反饋信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)上傳送多播通信消息的方法。該方法包括將數(shù)據(jù)流作為多播通信消息，從一個(gè)發(fā)射機(jī)向多個(gè)接收機(jī)經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路進(jìn)行發(fā)送；從多個(gè)接收機(jī)中選擇一個(gè)接收機(jī)；在選定的時(shí)間點(diǎn)，從所選定的接收機(jī)接收反饋信號(hào)；根據(jù)所收到的反饋信號(hào)，調(diào)整數(shù)據(jù)流的傳輸。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101080938SQ200580042950
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者W·O·布德, S·E·博萊克里瓦斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司