專利名稱：不連續(xù)無(wú)線通信信道中的自適應(yīng)爭(zhēng)用窗口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，確切地說(shuō)，涉及接入通信信道受限于周期間隔的無(wú)線通信系統(tǒng)。另外，本發(fā)明涉及根據(jù)爭(zhēng)用算法接入通信信道的系統(tǒng)。所遇到的一種這樣的體系結(jié)構(gòu)是不同地稱為車載環(huán)境無(wú)線接入(WAVE)或?qū)Ｓ枚叹嚯x通信(DSRC)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
接入無(wú)線通信信道可以經(jīng)由受控或爭(zhēng)用接入。在受控接入系統(tǒng)(比如蜂窩或WiMAX(IEEE 802. 16)系統(tǒng))中，一般向若干設(shè)備分配與其他設(shè)備的傳輸不沖突的傳輸機(jī)會(huì)。(某些例外可能存在，如在設(shè)備初始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)。)在爭(zhēng)用接入系統(tǒng)中，設(shè)備在本地確定的時(shí)間傳送，沖突和數(shù)據(jù)丟失的可能性存在。這樣的系統(tǒng)的實(shí)例是以太網(wǎng)(IEEE 802. 3)和Wi-Fi(IEEE 802. 11)。沖突對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行有害，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致數(shù)據(jù)等待時(shí)間延長(zhǎng)和系統(tǒng)吞吐量下降(由于再次傳輸)以及潛在的數(shù)據(jù)丟失。在基于爭(zhēng)用接入的通信系統(tǒng)中沖突難以避免。現(xiàn)有的通信協(xié)議，比如以上列舉的，試圖避免沖突。在這樣的系統(tǒng)中運(yùn)行的設(shè)備試圖先從媒介接收后發(fā)送，并且僅僅在發(fā)現(xiàn)信道空閑時(shí)才繼續(xù)傳輸。不過(guò)，這種技術(shù)不防錯(cuò)。例如，當(dāng)設(shè)備A正在媒介上發(fā)送時(shí)，如果設(shè)備B決定與設(shè)備A在同一瞬間發(fā)送，這兩次傳輸將沖突，典型情況下阻礙其他接收者正確地解釋任一次傳輸。即使設(shè)備B的傳輸不發(fā)生在設(shè)備A傳輸?shù)木_瞬間，系統(tǒng)中的延遲(如傳播、處理和/或接收/發(fā)送切換延遲)將阻礙第二臺(tái)設(shè)備檢測(cè)在它自己的傳輸前不久開(kāi)始的傳輸，再次導(dǎo)致沖突。爭(zhēng)用接入系統(tǒng)可以試圖從沖突造成的數(shù)據(jù)丟失恢復(fù)。在這種情況下，檢測(cè)到?jīng)_突時(shí)，發(fā)送設(shè)備等待某段時(shí)間(“退避時(shí)間”)并再次發(fā)送數(shù)據(jù)。為了提防重復(fù)序列的沖突，退避時(shí)間可以在稱為“爭(zhēng)用窗口”的時(shí)間跨度上隨機(jī)化。在使用多播或廣播傳輸時(shí)以上恢復(fù)機(jī)制有問(wèn)題。不同于單播傳輸，它能夠受益于應(yīng)答或類似反饋機(jī)制，多播傳輸?shù)湫颓闆r下沒(méi)有從接收者到發(fā)送者的反饋。因此發(fā)送者無(wú)法識(shí)別出沖突發(fā)生。最佳爭(zhēng)用窗口尺寸取決于試圖在信道上發(fā)送的設(shè)備數(shù)量。如果設(shè)備不多，短爭(zhēng)用窗口(CW)允許全部設(shè)備以不大的沖突可能性發(fā)送。如果更多的設(shè)備試圖發(fā)送，則最佳爭(zhēng)用窗口尺寸更長(zhǎng)，以使傳輸分布在更長(zhǎng)的時(shí)間并從而降低了沖突的概率。這展示在圖I中，其中顯示了三個(gè)不同爭(zhēng)用窗口尺寸的信道吞吐量/效率曲線。小CW在輕信道負(fù)載時(shí)性能最好，而大CW在高信道負(fù)載時(shí)性能最好。在曲線的最低端，其中CW大于最佳值，吞吐量性能不佳，因?yàn)樵跔?zhēng)用窗口的很大部分信道處于空閑。在曲線的最高端，其中CW小于最佳值，信道性能不佳，因?yàn)闋?zhēng)用窗口中更高數(shù)量的傳輸嘗試導(dǎo)致附加的沖突。現(xiàn)有的算法試圖通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整CW尺寸優(yōu)化性能。例如，IEEE802. 11使用指數(shù)退避。CW開(kāi)始于小的值，CWmin。只要傳輸成功(如例如由收到應(yīng)答確定)，Cff便保持在CWmin值。不過(guò)，傳輸失敗后，CW尺寸加倍。另一次失敗將引起另一次加倍，直到達(dá)到了預(yù)定義的最大值，CWmax。這種擴(kuò)大CW尺寸根據(jù)以下假設(shè)沖突源自更大網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的存在以及以更大的CW系統(tǒng)將更高效地運(yùn)行，如上所述。任何成功的傳輸(包括多播傳輸，有或沒(méi)有沖突)都使CW還原小CWmin值。在傳統(tǒng)的爭(zhēng)用方案中可以存在著附加改進(jìn)。例如變化優(yōu)先級(jí)的傳輸可以分配不同的爭(zhēng)用窗口尺寸，以向更高優(yōu)先級(jí)的流量提供更高的傳輸可能性。傳統(tǒng)的爭(zhēng)用接入技術(shù)應(yīng)用到不連續(xù)信道時(shí)，可能引起沖突增加形式的性能變差。不連續(xù)信道是接入被限制為周期的或半周期的間隔的信道。例如，在WAVE系統(tǒng)中，在“CSI信道間隔”期間在控制或控制/安全信息(CSI)信道上交換控制和安全信息，CSI信道間隔例如在每IOOms的50ms發(fā)生。在另外50ms——“服務(wù)信道間隔”期間，設(shè)備可以調(diào)諧到其他無(wú)線電信道，用于其他類型的通信交換而不交換控制信息。在服務(wù)信道間隔期間到達(dá)的要傳送的任何控制信息都必須為下一個(gè)CSI信道間隔期間的傳輸排隊(duì)。同樣，在CSI信道間隔期間到達(dá)的服務(wù)流量必須排隊(duì)到下一個(gè)服務(wù)信道間隔。由于在信道間隔的起點(diǎn)多臺(tái)設(shè)
備具有隊(duì)列中傳輸流量的概率高于平均值，傳統(tǒng)的爭(zhēng)用技術(shù)導(dǎo)致不連續(xù)信道上運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)性能變差，因?yàn)镃W尺寸必須隨時(shí)間適應(yīng)在信道間隔起點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的增加的信道負(fù)載。所以需要更有效的無(wú)線通信信道，其中根據(jù)預(yù)測(cè)的信道行為在不連續(xù)信道間隔起點(diǎn)能夠動(dòng)態(tài)地改變爭(zhēng)用窗口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的性能實(shí)質(zhì)上更好，方式為根據(jù)預(yù)測(cè)的信道狀態(tài)選擇更適于使用在信道間隔起點(diǎn)的CW尺寸(CWinit)以及動(dòng)態(tài)地改變所述CWinit的尺寸。本發(fā)明引入了經(jīng)由所述爭(zhēng)用窗口操縱改進(jìn)不連續(xù)信道上通信網(wǎng)絡(luò)性能的爭(zhēng)用接入技術(shù)。所述爭(zhēng)用窗口在每個(gè)信道接入間隔的起點(diǎn)可以被復(fù)位到更大的尺寸，以在重負(fù)載期間及時(shí)地分布傳輸，因此降低了沖突的概率。所述爭(zhēng)用窗口的所述尺寸然后能夠在所述信道間隔的過(guò)程期間經(jīng)由現(xiàn)有技術(shù)公知的裝置動(dòng)態(tài)地調(diào)整。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明是用于不連續(xù)無(wú)線通信的方法。所述方法包括在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)所估計(jì)的沖突可能性增大；根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸；對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性；以及根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第二可能性，對(duì)所述下一個(gè)信道間隔動(dòng)態(tài)地改變所述爭(zhēng)用傳輸窗口的所述尺寸。在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸成功時(shí)信道沖突的估計(jì)的第一(和/或第二)可能性減小，以及在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)信道沖突的估計(jì)的第一(和/或第二)可能性增大。不僅如此，當(dāng)信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性高于某預(yù)定值時(shí)所述爭(zhēng)用傳輸窗口的所述尺寸可以增大，以及當(dāng)信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性低于所述預(yù)定值時(shí)所述爭(zhēng)用傳輸窗口的所述尺寸可以減小。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明是用于不連續(xù)無(wú)線通信的設(shè)備。所述設(shè)備包括存儲(chǔ)器，用于為傳輸隊(duì)列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；收發(fā)機(jī)，用于發(fā)送和接收信號(hào)；以及處理器，被配置為在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)傳輸失敗并在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的所述一部分期間由所述收發(fā)機(jī)檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)所估計(jì)的沖突可能性增大，根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸，以及對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性，其中，所述收發(fā)機(jī)根據(jù)所述爭(zhēng)用傳輸窗口的設(shè)置尺寸，發(fā)送為所述傳輸隊(duì)列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。


圖I顯示了變化的流量負(fù)載下和具有不同爭(zhēng)用窗口尺寸的示范爭(zhēng)用通信信道的性能；圖2顯示了時(shí)間和頻率對(duì)齊的信道間隔；圖3顯示了消息到達(dá)和信道負(fù)載；圖4顯示了按現(xiàn)有技術(shù)的爭(zhēng)用退避算法的實(shí)例；
圖5顯示了具有自適應(yīng)爭(zhēng)用窗口的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的代表性能；圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示范流程圖；圖7展示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例在一個(gè)信道間隔與下一個(gè)信道間隔的信道行為之間的關(guān)系；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖痉哆^(guò)程流程；圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，對(duì)圖5所示的傳統(tǒng)系統(tǒng)性能改進(jìn)后，在信道間隔起點(diǎn)具有自適應(yīng)初始爭(zhēng)用窗口的通信系統(tǒng)的代表性性能；圖10是示范圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，在先前M個(gè)信道間隔觀察的狀況如何可以用于為當(dāng)前信道間隔計(jì)算初始爭(zhēng)用窗口尺寸；圖I Ia和圖I Ib是示范圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，初始爭(zhēng)用窗口的尺寸如何適應(yīng)當(dāng)前信道間隔中輕重流量負(fù)載；圖12是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的無(wú)線電設(shè)備的示范硬件框圖。
具體實(shí)施例方式圖2顯示了典型DSRC/WAVE系統(tǒng)的代表性計(jì)時(shí)。在CSI信道間隔期間，設(shè)備在CSI信道上運(yùn)行。在服務(wù)信道間隔期間，設(shè)備可以在幾個(gè)服務(wù)信道之一上運(yùn)行。所以，或者服務(wù)信道或者CSI信道上的運(yùn)行不連續(xù)。例如，考慮在時(shí)間Tl和T2到達(dá)某設(shè)備的控制類型傳輸單元，同時(shí)該設(shè)備正運(yùn)行在服務(wù)信道I上。這些傳輸單元為傳輸而排隊(duì)，直到在時(shí)間T3的下一個(gè)CSI信道間隔的起點(diǎn)。在服務(wù)信道間隔期間到達(dá)其他設(shè)備的控制類型傳輸單元也為在T3的CSI信道上的傳輸而排隊(duì)，增大了沖突的可能性。圖3展示了不連續(xù)通信環(huán)境中信息包流量的示范行為，描繪了消息到達(dá)和信道負(fù)載。信息包到達(dá)系統(tǒng)在時(shí)間上以標(biāo)稱平均速率發(fā)生，在接入間隔和其間均如此。在非接入時(shí)間期間，信息包排隊(duì)，所以在給定設(shè)備的傳送隊(duì)列增長(zhǎng)。在接入間隔的起點(diǎn)，加載設(shè)備隊(duì)列，所以信道負(fù)載高。在這段時(shí)間期間，更高的流量負(fù)載增大了沖突的可能性。隨著接入間隔期間信息包被發(fā)送，隊(duì)列尺寸和信道負(fù)載下降，直到達(dá)到標(biāo)稱水平(這里顯示為大約通過(guò)接入間隔的半途)。在這點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)，它持續(xù)到接入間隔的末端，在那時(shí)循環(huán)重復(fù)。圖4展示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的典型爭(zhēng)用退避過(guò)程，比如在基于IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備中實(shí)施的過(guò)程。一開(kāi)始，爭(zhēng)用窗口 CW被設(shè)置為預(yù)定義的最小值CWmin(41)。該設(shè)備判斷是否有信息包為傳輸而排隊(duì)(42)，如果沒(méi)有，它便等待。在信息包準(zhǔn)備好傳輸時(shí)，它計(jì)算傳輸時(shí)間(43)，它包括爭(zhēng)用窗口內(nèi)的隨機(jī)退避。在傳輸時(shí)間，該設(shè)備確保媒介不在使用(44)，并相應(yīng)地發(fā)送信息包(45)。如果信息包被成功地發(fā)送(如收到了顯示沒(méi)有沖突的應(yīng)答)，那么該設(shè)備轉(zhuǎn)向其初始狀態(tài)。如果信息包未被成功地發(fā)送(46)，該設(shè)備檢查CW是否處于其最大值(47)。(廣播信息包的發(fā)送沒(méi)有涉及其接收的反饋，被視為成功，在這種情況下本過(guò)程重新開(kāi)始。)如果不是，則增大CW尺寸(48)并在隨后試圖再次發(fā)送信息包。如果CW已經(jīng)達(dá)到其最大尺寸，該設(shè)備便檢查信息包是否已經(jīng)被再次發(fā)送了允許的最大次數(shù)(49)。如果沒(méi)有，進(jìn)行另一次嘗試再次發(fā)送信息包。如果已經(jīng)達(dá)到了最大發(fā)送嘗試次數(shù)，則該信息包被丟棄，而算法從起點(diǎn)重新開(kāi)始。(在某些狀況下，例如，如果最大重試計(jì)數(shù)低，有可能在爭(zhēng)用窗口達(dá)到其最大尺寸前就會(huì)達(dá)到最大發(fā)送嘗試次數(shù)。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，不展示這種情況。)圖5顯示了在不連續(xù)通信系統(tǒng)中以上過(guò)程如何執(zhí)行。如圖所示，在信道接入間隔的起點(diǎn)，CW小，而信道負(fù)載大，導(dǎo)致過(guò)度沖突造成的不良性能。要花些時(shí)間使CW值適應(yīng)信道間隔起點(diǎn)處的高負(fù)載。本發(fā)明改進(jìn)了這項(xiàng)性能，方式為調(diào)整CW到適于當(dāng)前信道狀況的值。 圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的示范狀態(tài)圖。有三種狀態(tài)，如圖8所示。在以下段落中詳細(xì)介紹了每個(gè)狀態(tài)。A.預(yù)測(cè)(估計(jì))信道行為(負(fù)載)。這個(gè)狀態(tài)包括根據(jù)新近信道活動(dòng)、歷史活動(dòng)和/或其他相關(guān)信息，預(yù)測(cè)在信道接入時(shí)段起點(diǎn)多個(gè)傳輸爭(zhēng)用信道接入的可能性。例如，在信道接入時(shí)段起點(diǎn)爭(zhēng)用信道接入的多個(gè)傳輸構(gòu)成沖突的更大可能性。B.計(jì)算初始爭(zhēng)用窗口尺寸(CTinit)。根據(jù)估計(jì)的(預(yù)測(cè)的)信道行為(負(fù)載)計(jì)算優(yōu)選的CWinit，在估計(jì)的(預(yù)測(cè)的)信道狀況下優(yōu)化系統(tǒng)性能。例如，更大的CWinit降低了沖突的可能性。C.執(zhí)行爭(zhēng)用接入。在這種狀杰下,算出的CWinit用于爭(zhēng)用接入過(guò)程中，在下一個(gè)信道間隔中開(kāi)始。使用選定的CWinit值實(shí)現(xiàn)了信道性能改進(jìn)。預(yù)測(cè)(估計(jì))信道行為(負(fù)載)包括根據(jù)新近信道活動(dòng)、歷史活動(dòng)和/或其他相關(guān)信息，預(yù)測(cè)在信道接入時(shí)段起點(diǎn)爭(zhēng)用信道接入的多個(gè)傳輸?shù)目赡苄?。例如，有幾個(gè)可觀察的事件能夠被用于預(yù)測(cè)關(guān)于在信道間隔起點(diǎn)嘗試的傳輸?shù)男诺佬袨?。先前信道間隔N-I中的傳輸行為典型情況下是即將來(lái)臨的間隔N中行為的良好預(yù)測(cè)器。這是因?yàn)橄鄬?duì)于信道間隔，流量負(fù)載變化緩慢。先前信道間隔N-2-N-k中的傳輸行為也可以是即將來(lái)臨的間隔N中行為的良好預(yù)測(cè)器，如圖10所示。如上所述，傳輸隊(duì)列收集了來(lái)到信道間隔的起點(diǎn)的要傳輸?shù)男畔瑢?dǎo)致在信道間隔的起點(diǎn)的瓶頸和沖突的更高概率。在信道間隔的過(guò)程中，信息包被成功地發(fā)送，減輕了擁塞，并且導(dǎo)致沖突相對(duì)較少。由于這個(gè)原因，在隊(duì)列達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(在圖3所示信道間隔的大約50%)之前信道間隔開(kāi)始附近的早期時(shí)段中的信道行為被用于估計(jì)信道負(fù)載，目的為計(jì)算爭(zhēng)用窗口。在隊(duì)列達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前被積壓的時(shí)間就是CW趨近當(dāng)前狀況下其最佳尺寸的時(shí)間。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)所用的時(shí)間越長(zhǎng)，指明CWinit的值越高。可以用于估計(jì)信道負(fù)載并且是間隔N的早期時(shí)段中沖突可能性的強(qiáng)有力預(yù)測(cè)器的間隔N-I的早期時(shí)段中的事件可以包括以下各項(xiàng)?！鲈陂g隔N-I(以及間隔Ν-2···Ν_10的早期時(shí)段中已經(jīng)具有不成功或延期傳輸嘗試的通信設(shè)備暗示著在間隔N中更高的沖突可能性。相反，在間隔N-I (以及間隔Ν-2···Ν-10的早期時(shí)段中已經(jīng)具有成功傳輸嘗試的通信設(shè)備暗示著在間隔N中更低的沖突可能性?！鲈陂g隔N-I (以及間隔Ν-2···Ν_10的早期時(shí)段中由通信設(shè)備檢測(cè)到其他設(shè)備之中沖突暗示著在間隔N中更高的沖突可能性。檢測(cè)到的沖突越少，在間隔N中沖突的可能性越小?！鲈陂g隔N-I (以及間隔Ν-2···Ν_10的早期時(shí)段的大部分期間由通信設(shè)備檢測(cè)到信道忙碌暗示著在間隔N中更高的沖突可能性。信道忙碌比例越低，在間隔N中沖突的可能性越小。以上介紹的相同預(yù)測(cè)器，跨間隔N-I的后部而不僅僅是早期時(shí)段考慮，能夠被視為間隔N中沖突可能性的微弱預(yù)測(cè)器，如圖7所示。在特定系統(tǒng)中可能有其他預(yù)測(cè)器可用。以上的預(yù)測(cè)器(因素)在用于預(yù)測(cè)信道行為時(shí)能夠不同地加權(quán)。例如，間隔N-I中的沖突和/或忙碌可以給予比間隔Ν-2中的沖突和/或忙碌更高的權(quán)重，等等。類似地，間隔N-I中的沖突可以給予比間隔N-I中的忙碌更高 的權(quán)重，等等。換言之，本發(fā)明允許在緊靠的先前信道間隔期間檢測(cè)到的傳輸失敗有較高的權(quán)重因子，而在更早的先前信道間隔期間檢測(cè)到的傳輸失敗的權(quán)重因子逐漸降低。以下介紹了計(jì)算初始爭(zhēng)用窗口尺寸的示范公式。
kCWinits = C W() + (L11 * w(n))
n=la)其中b)CffinitN是當(dāng)前信道間隔N的初始爭(zhēng)用窗口尺寸c)Cff0是基數(shù)，或允許的最小爭(zhēng)用窗口尺寸，用于例如無(wú)信道負(fù)載時(shí)d) s是比例因子，使?fàn)幱么翱诔叽绲姆秶３衷陬A(yù)定義的限度之內(nèi)。(例如，爭(zhēng)用窗口尺寸不能超過(guò)信道間隔持續(xù)時(shí)間。)e)k是計(jì)算中考慮的新近信道間隔的數(shù)目。在簡(jiǎn)單的情況下，k=l，僅僅考慮最新近的信道間隔。f)n是新近信道間隔的計(jì)數(shù)。例如，n=l指明緊靠的先前信道間隔(N_l);n=k指明計(jì)算中考慮的最早的信道間隔。g) Ln是對(duì)信道間隔η算出的負(fù)載因子(沖突的預(yù)測(cè)器)。負(fù)載因子的計(jì)算可以考慮諸如先前介紹的沖突或信道忙碌的因子。在簡(jiǎn)單的情況下，Ln取僅僅兩個(gè)值，如O用于輕負(fù)載，I用于重負(fù)載。h)w(n)是計(jì)算Ln的信道間隔在時(shí)間上遙遠(yuǎn)程度的函數(shù)。在這個(gè)實(shí)例中w(n)是正數(shù)并且與η具有反比關(guān)系(隨著η增大w(n)減小)。其效果是對(duì)Ln加權(quán)，使得更新近的負(fù)載因子對(duì)結(jié)果具有更大的影響。在簡(jiǎn)單的情況下，w(n)等于I。在某些實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備監(jiān)視以上列出的事件，并且產(chǎn)生在間隔N中沖突是否可能的估計(jì)。在估計(jì)過(guò)程中給予每個(gè)事件的權(quán)重可以適應(yīng)操作系統(tǒng)的特定特征。對(duì)強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)器給予比微弱預(yù)測(cè)器更大的權(quán)重。注意，附加的先前信道間隔(N-2、N-3等)上的事件可以用于改進(jìn)估計(jì)結(jié)果。根據(jù)估計(jì)的行為執(zhí)行計(jì)算初始爭(zhēng)用窗口尺寸，以優(yōu)化所估計(jì)的信道狀況下的系統(tǒng)性能。更確切地說(shuō)，如果確定在間隔N中沖突的可能性高，便增大初始爭(zhēng)用窗口尺寸(CWinit)，如圖Ila所示。如果在間隔N中沖突的可能性低，那么減小CWinit，如圖Ilb所
/Jn o在圖6的執(zhí)行爭(zhēng)用接入狀態(tài)下，算出的CWinit用于傳輸，在下ー個(gè)信道間隔N中開(kāi)始。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖痉读鞒獭Ｔ诮尤腴g隔的末端
(81)，為傳輸而到達(dá)的信息包進(jìn)行排隊(duì)(82)，而不發(fā)送它們。下ー個(gè)接入間隔開(kāi)始時(shí)(83)，CW被設(shè)置為新的值——Cffinit (84)，它用于第一信息包傳輸時(shí)間的計(jì)算(843)中。此外，計(jì)算傳輸時(shí)間吋，該設(shè)備也判斷算出的時(shí)間是否落入當(dāng)前接入間隔內(nèi)(85)。如果是接入間隔的末端，則該設(shè)備已完成當(dāng)前接入間隔中的發(fā)送，并開(kāi)始對(duì)信息包排隊(duì)(82)并等待下一 個(gè)接入間隔(83)。在下一個(gè)間隔的起點(diǎn)，計(jì)算下ー個(gè)發(fā)送時(shí)間(843)，隨后是正常的發(fā)送序列(844-845)，并且CW被更新(846-849)。注意，在方框846中廣播傳輸可以被默認(rèn)視為成功,在這種情況下，Cff被復(fù)位到CWmin并且本過(guò)程重復(fù)。圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，本發(fā)明在不連續(xù)通信系統(tǒng)中的性能如何。如圖所示，在信道接入間隔的起點(diǎn)，CW更好地適應(yīng)更高的流量負(fù)載，結(jié)果與圖5所示的傳統(tǒng)算法相比沖突更少并且效率更高。CW能夠更快速地調(diào)整到最佳值，并且隊(duì)列到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)相對(duì)快速，結(jié)果整體上改進(jìn)了系統(tǒng)吞吐量并縮短了等待時(shí)間。以上討論提供了本發(fā)明的分布式實(shí)時(shí)實(shí)施例的說(shuō)明。其他實(shí)施例包括集中式實(shí)時(shí)實(shí)施例和離線實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，(由中央處理單元或離線處理單元)收集信道行為信息，其執(zhí)行信道負(fù)載估計(jì)和CWinit計(jì)算的步驟。CWinit值然后被分發(fā)(如經(jīng)由廣播控制消息或其他配置機(jī)制)，由通信設(shè)備使用。在離線情況下，中央處理器可以考慮歷史行為信息，如容納早高峰期間流量中的峰值。圖12是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的無(wú)線電設(shè)備的示范硬件框圖。收發(fā)機(jī)(1201)包括但是不限于這樣的標(biāo)準(zhǔn)組件，比如調(diào)制器、解調(diào)器和放大器。它也可以包括檢測(cè)信道忙碌狀態(tài)的信道檢測(cè)機(jī)構(gòu)(如收到的功率包絡(luò)檢測(cè)器)。調(diào)制器功能也可以包括檢測(cè)信道沖突的功能。收發(fā)機(jī)接受要傳輸?shù)男畔?，并且向處理?1202)傳遞有關(guān)媒介狀態(tài)的信息(如忙碌狀態(tài))。處理器可以包括一個(gè)或多個(gè)硬件或軟件處理元件。其功能包括準(zhǔn)備要傳輸?shù)男畔约皩?shí)施爭(zhēng)用接入算法，包括設(shè)置爭(zhēng)用窗ロ尺寸。它在決定何時(shí)從存儲(chǔ)器(1203)中駐留的傳輸隊(duì)列(1204)發(fā)送信息包到收發(fā)機(jī)以便傳輸時(shí)考慮媒介狀態(tài),正如本文檔中的介紹。注意，本發(fā)明也可以應(yīng)用于多隊(duì)列(如基于優(yōu)先級(jí)的)系統(tǒng)。在多隊(duì)列系統(tǒng)的情況下，不同的CWinit值能夠用于不同的傳輸優(yōu)先級(jí)水平。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，對(duì)以上介紹的本發(fā)明已展示的和其他實(shí)施例可以做出多種修改而不脫離其寬廣的發(fā)明范圍。所以應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于已公開(kāi)的具體實(shí)施例或布局，而是意在涵蓋由附帶的權(quán)利要求書(shū)定義的本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)內(nèi)的任何改變、改造或修改。
權(quán)利要求
1.一種用于不連續(xù)無(wú)線通信的方法，所述方法包括 在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，所估計(jì)的沖突可能性增大； 根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸； 對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性；以及 根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第二可能性，對(duì)所述下一個(gè)信道間隔動(dòng)態(tài)地改變所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸成功時(shí)，信道沖突的估計(jì)的第一可能性減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，信道沖突的估計(jì)的第一可能性增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸成功時(shí)，信道沖突的估計(jì)的第二可能性減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，信道沖突的估計(jì)的第二可能性增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，根據(jù)在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到信道忙碌和隊(duì)列尺寸，調(diào)整信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，在信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性高于預(yù)定值時(shí)，增大所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，在信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性低于預(yù)定值時(shí)，減小所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，初始尺寸的爭(zhēng)用窗口被用在每個(gè)信道間隔的開(kāi)始。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，進(jìn)一步包括設(shè)置所述爭(zhēng)用傳輸窗口的不同尺寸，用于傳輸不同優(yōu)先級(jí)水平的排隊(duì)傳輸?shù)亩鄠€(gè)數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，所述估計(jì)信道沖突的第一或第二可能性包括根據(jù)新近或歷史信道活動(dòng)，預(yù)測(cè)多個(gè)傳輸爭(zhēng)用信道接入的可能性，以及當(dāng)多個(gè)傳輸在信道接入時(shí)段起點(diǎn)爭(zhēng)用信道接入時(shí)，增大信道沖突的估計(jì)的所述第一或第二可能性。
12.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到多臺(tái)通訊設(shè)備的任何一臺(tái)傳輸失敗時(shí)，增大信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性。
13.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，當(dāng)在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到信道忙碌時(shí)，增大信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括使在緊靠的先前信道間隔期間檢測(cè)到的傳輸失敗有較高的權(quán)重因子，而使在更早的先前信道間隔期間檢測(cè)到的傳輸失敗的權(quán)重因子逐漸降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中，一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的所述一部分基本上是一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的早期部分。
16.一種用于不連續(xù)無(wú)線通信的設(shè)備，包括 存儲(chǔ)器，用于為傳輸隊(duì)列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；收發(fā)機(jī)，用于發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)；以及 處理器，被配置為在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)傳輸失敗并在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的所述一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，所估計(jì)的沖突可能性增大，根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸，以及對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性，其中，所述收發(fā)機(jī)根據(jù)所述爭(zhēng)用傳輸窗口的設(shè)置尺寸，發(fā)送為所述傳輸隊(duì)列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸成功時(shí)，減小信道沖突的估計(jì)的第一可能性，以及在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，增大信道沖突的估計(jì)的第一可能性。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸成功時(shí)，減小信道沖突的估計(jì)的第二可能性，以及在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，增大信道沖突的估計(jì)的第二可能性。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的設(shè)備，其中，所述處理器進(jìn)一步被配置為在信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性高于預(yù)定值時(shí)，增大所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸，以及在信道沖突的估計(jì)的第一或第二可能性低于所述預(yù)定值時(shí)，減小所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸。
20.一種用于不連續(xù)無(wú)線通信的系統(tǒng)，包括 用于在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性的裝置，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，所估計(jì)的沖突可能性增大； 用于根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸的裝置； 用于對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性的裝置；以及 用于根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第二可能性，對(duì)所述下一個(gè)信道間隔動(dòng)態(tài)地改變所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸的裝置。
全文摘要
用于不連續(xù)無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法包括在不連續(xù)信道間隔的起點(diǎn)估計(jì)信道沖突的第一可能性，其中，在一個(gè)或多個(gè)先前信道間隔的一部分期間檢測(cè)到傳輸失敗時(shí)，所估計(jì)的沖突可能性增大；根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第一可能性，在當(dāng)前信道間隔的起點(diǎn)設(shè)置爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸；對(duì)下一個(gè)信道間隔估計(jì)信道沖突的第二可能性；以及根據(jù)信道沖突的估計(jì)的第二可能性，對(duì)所述下一個(gè)信道間隔動(dòng)態(tài)地改變所述爭(zhēng)用傳輸窗口的尺寸。
文檔編號(hào)H04L12/413GK102870378SQ201080060398
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者J·P·麥克紐, J·T·莫寧 申請(qǐng)人:卡波施交通公司