专利名称：数据速率选择方法、装置及网络设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种数据速率选择方法、装置及网络设备。
背景技术：
无线网络，例如无线局域网(Wireless Local Area Networks ；简称为WLAN)，是一种使用无线电波作为传输手段的网络。由于无线电波具有穿透障碍物后会衰减，易受到其他无线电波的干扰等特性，因此，无线网络是一种不稳定的网络。在实际使用中，无线网络是以数据帧为单位来传输数据的，由于无线网络的不稳定性，故在无线网络中传输数据时很容易发生错误，即出现错误帧。在无线网络中，如果数据传输过程中出现错误帧，数据传输过程就会发生中断。为了对应这种情况，无线网络中的接收方在成功接收数据帧后，向发送方进行成功应答，即向发送方返回成功确认信息(ACK)，而在接收到错误帧时，不向发送方返回ACK，这样发送方就会重新传输该数据帧，也可称为“重传”。如果无线网络的使用环境中存在较多障碍物或干扰很严重，就会导致无线网络的信号质量下降，导致重传数据帧的数量急剧上升，就会出现用户上网卡、网速慢等情况，严重影响用户的上网速度。一般来说，无线网络中的设备都有一定的纠错能力，在较少数据帧出错的情况下， 还是可以纠正回来的，但是当出错的数据帧较多时，就无法纠正了。数据帧的出错率与数据帧的发送速率有关，通常数据帧的发送速率越高，数据帧出错的概率就越高，相应纠错的效率就不高。所以无线网络中的设备必须能够根据当前无线网络中的重传率来确定接下来数据帧的发送速率，以降低丢包率，提升用户体验。现有方案一般是设备通过802. 11报文头部中携带的信噪比信息来确定当前无线网络中的信号质量，然后根据确定出的信号质量来确定发送后续数据帧使用的吞吐率。但是由于信噪比信息并不能很好的反馈到吞吐率上，可能会出现信噪比很低，但信号强度很差导致信号质量不是很好，而此时根据信噪比确定出的发送速率与信道的实际状况并不适应，导致数据帧的出错率较高，无线网络的吞吐率较低。
发明内容
本发明提供一种数据速率选择方法、装置及网络设备，用以解决现有技术中确定出的发送数据帧的速率与信道实际状况不适应的问题，降低数据帧的出错率，提高无线网络的吞吐率。本发明提供一种数据速率选择方法，包括在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算所述第一速率对应的吞吐率；将所述第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将所述第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率；根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预测所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率；
将所述第一速率、所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率进行比较，选择吞吐率最大的作为发送下一个数据帧时的速率。本发明提供一种数据速率选择装置，包括计算模块，用于在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算所述第一速率对应的吞吐率；第一获取模块，用于将所述第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将所述第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率；预测模块，用于根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预设所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率；选择模块，用于将所述第一速率、所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率进行比较，选择吞吐率最大的作为发送下一个数据帧时的速率。本发明提供一种网络设备，包括本发明提供的任一数据速率选择装置。本发明的数据速率选择方法、装置及网络设备，在每发送一个数据帧后计算发送数据帧所使用的速率的吞吐率，并分别预测将该速率上升和下降后的速率所对应的吞吐率，并从中选择吞吐率最大的速率作为发送下一个数据帧时的速率。本发明技术方案通过实时预测每个数据帧的发送速率在上升和下降后的吞吐率，使得所选择的速率能够与信道的实际状况相适应，降低了数据帧在传输过程中的出错率，而通过选择吞吐率最大的速率作为下一个数据帧的发送速率，提高了无线网络的吞吐率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明一实施例提供的数据速率选择方法的流程图；图2为本发明一实施例提供的步骤103的一种实施方式的流程图；图3为本发明一实施例提供的数据速率选择装置的结构示意图；图4为本发明另一实施例提供的数据速率选择装置的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明一实施例提供的数据速率选择方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法包括步骤101、在使用第一速率发送完当前数据 帧后，计算第一速率对应的吞吐率。在无线通信中，收发双方可以采用不同的速率进行通信，但所使用的速率却不是任意的，必须是收发双方所规定的速率集内的速率。速率集也就是收发双方约定可以使用的速率的集合。例如802. 11标准中规定的速率集包括130兆比特每秒(Mbps)U 17Mbps、 104Mbps等。其中，第一速率是速率集中的一个具体速率。吞吐率是指收发双方所能达到的最大数据传输速度。其中，本实施例的无线通信包括是接入点(Access Point ；简称为A P)与终端设备(Station ；简称为STA)之间的通信。STA可以是电脑，手机，个人数字助理 (Personal Digital Assistant ；简称为PDA)等各种设备，且STA是通过无线电波连接到 AP上，需要通过AP才可以访问外部网络。 在本实施例中，数据速率选择装置也就是数据帧的发送者。数据速率选择装置在发送数据帧后，对端(即数据帧的接收方)在接收到数据帧后会向数据速率选择装置返回 ACK，如果对端没有接收到数据帧或接收数据帧发送错误，则不会向数据速率选择装置返回 ACK0基于此，数据速率选择装置在每一个数据帧发送完按成的时候就可以通过ACK的应答情况，统计到当前时刻发生错误的数据帧个数，然后将发生错误的数据帧的个数与统计时间内所发送的数据帧的总数相比，得到错包率，再用1减去错包率，获取当前时刻的数据帧的发送成功率。在本实施例中，数据速率选择装置在使用第一速率发送完当前数据帧后，通过ACK 的应答情况，统计获取第一速率对应的发送成功率。其中，第一速率对应的发送成功率即为发送完当前数据帧时数据帧的发送成功率。然后，数据速率选择装置将第一速率对应的发送成功率与第一速率相乘，获取第一速率对应的吞吐率。其中，第一速率即为当前速率。在实际应用过程中，为便于描述通常会将4096作为发送成功率的最大值。也就是说，如果所有发送出去的数据帧都有收到对端应答的ACK，则发送成功率为1*4096。如果只有88%的数据帧发送成功，而另外12%没有收到对端回应的ACK，则发送成功率为 0.88*4096 ο下面举几个例子说明本实施例的第一速率对应的吞吐率，其中假设第一速率是以 500kpbs为单位。假设在802. Iln协议下，传输带宽为20MHz、保护间隔为400ns的双空间流的应用场景下，第一速率为130Mpbs，而统计获取的第一速率对应的发送成功率为75%，则第一速率对应的吞吐率为(0. 75*130*4096)/0. 5 = 798720。假设第一速率为130Mpbs，而统计获取的第一速率对应的发送成功率为100%，则第一速率对应的吞吐率为(1*130*4096)/0. 5 = 1064960。步骤102、将第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率。在本实施例中，数据速率选择装置为了能够为下一个数据帧选择与信道的实际状况相适应的速率，在获取第一速率对应的吞吐率后，分别将第一速率降低和提升，获取降低和提升后的速率。其中，数据速率选择装置可以按照预先设定的步长来降低和提升第一速率。其中， 降低速率时的第一步长和提升速率时的第二步长可以相同，也可以不同。例如第一步长和第二步长可以分别为一个等级的速率。另外，由于速率与具体802. 1协议、调制与编码策略 (Modulation and Coding Scheme ；简称为MCS)、带宽等信息有关，故对于不同的速率其在不同场景下对应的第一步长或第二步长可能不同。例如当第一速率为130Mbps时，在一种场景下，其第一步长可以为14. 4Mbps，第二步长可以为14Mbps。对于130Mpbs的速率，在另一种场景下其所对应的第一步长还可以为13Mpbs，而由于在某种场景下130Mpbs是最大速率值，故其没有第二步长，即第二步长为O。又例如当第一速率为270Mbps时，在某种场景下其第一步长可以为30Mbps，第二步长可以为30Mbps。另外，当某种速率为某种场景下的最小速率时，其可以没有第一步长，或者说第一步长为0 ；当某种速率为某种场景下的最大速率时，其可以没有第二步长，或者说第二步长为0。此处所述的“场景”主要是指由某种 802. 1协议、编码带宽、采用的MCS等确定的数据流应用场景。例如802. Iln协议下传输带宽为20MHz、保护间隔(Guard Interval ；简称为=GI)为400纳秒(ns)的双空间流即为一种所述的场景。例如假设第一速率为130Mpbs，下降一 个等级后的速率，即第二速率为117Mpbs ； 而上升一个等级后的速率，即第三速率为143Mpbs。步骤103、根据第一速率和第一速率对应的回退速率，预测第二速率和第三速率分别对应的吞吐率。当获取到第二速率和第三速率后，数据速率选择装置根据第一速率和第一速率对应的回退速率，主要是根据第一速率、第一速率对应的回退速率以及这两个速率的相关信息(例如发送成功率)来预测第二速率和第三速率对应的吞吐率。其中，回退速率(failback rate ；简称为fbr)是指以选择的速率发送数据帧，一直没有发送成功，直到数据帧的发送次数超过了最大重试次数时仍没有发送成功时而选择的一个非常低的能够保证数据帧成功发送的速率。在实际应用过程中，当使用一个速率发送数据帧总是发送不出去时，就不能一直用这个速率来发送，在这种情况下，需要保证数据帧能够被成功发送。而回退速率就是在这种情况下选择的一个速率，该速率通常比较低，使用回退速率发送数据帧时的成功率通常为100%。但是，在实际应用过程中，也可以通过对使用回退速率所发送的数据帧进行错误统计，来获取回退速率对应的发送成功率。例如数据速率选择装置通过统计的使用回退速率发送的数据报文的个数，并根据对端返回ACK的应答情况，统计使用回退速率发送的数据报文中发生错误的或未发生错误的数据帧的个数，进而获取回退速率对应的发送成功率。其中，不同当前速率对应的回退速率不同。表1示出不同当前速率对应的回退速率。表 1
当前速率(Mbps)回退速率(Mbps)
MCS 13 10439
MCS 12 7839
MCS 11 5226
MCS 10 3919
权利要求
1.一种数据速率选择方法，其特征在于，包括在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算所述第一速率对应的吞吐率； 将所述第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将所述第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率；根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预测所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率；将所述第一速率、所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率进行比较，选择吞吐率最大的作为发送下一个数据帧时的速率。
2.根据权利要求1所述的数据速率选择方法，其特征在于，所述在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算与所述第一速率对应的吞吐率包括根据接收到的对端发送的成功确认信息，统计获取所述第一速率对应的发送成功率； 将所述第一速率和所述第一速率对应的发送成功率相乘，获取所述第一速率对应的吞吐率。
3.根据权利要求1或2所述的数据速率选择方法，其特征在于，所述根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预测所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率包括-tB+E/V-P-ncr - PSrcur ^ (^down "^fbr )+PSI"fbr * (^rcur "^rdQwn ) # 怖忙、去镇一、击由抖 t根据公式Psrdt5wi------，犾取所述弟—速率对应的发送成功率，并将所述第二速率和所述第二速率对应的发送成功率相乘，获取所述第二速率对应的吞吐率；根据公式ρ =psrcur*(dv，)Trftr*(dvdrcJ，获取所述第三速率对应的发送c^rCur -(^rfbr成功率，并将所述第三速率和所述第三速率对应的发送成功率相乘，获取所述第三速率对应的吞吐率；其中，dr·为所述第一速率；Psrcur为所述第一速率对应的发送成功率；drd_为所述第二速率；Psrdwn为所述第二速率对应的发送成功率；drfbr为所述第一速率对应的回退速率；Psrfbr为所述第一速率对应的回退速率对应的发送成功率；drup为所述第三速率；Psrup为所述第三速率对应的发送成功率。
4.根据权利要求3所述的数据速率选择方法，其特征在于，所述根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预测所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率之前包括获取所述第一速率对应的回退速率，并对使用所述第一速率对应的回退速率所发送的数据帧进行错误统计，获取所述第一速率对应的回退速率对应的发送成功率。
5.一种数据速率选择装置，其特征在于，包括计算模块，用于在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算所述第一速率对应的吞吐率；第一获取模块，用于将所述第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将所述第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率；预测模块，用于根据所述第一速率和所述第一速率对应的回退速率，预设所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率；选择模块，用于将所述第一速率、所述第二速率和所述第三速率分别对应的吞吐率进行比较，选择吞吐率最大的作为发送下一个数据帧时的速率。
6.根据权利要求5所述的数据速率选择装置，其特征在于，所述计算模块包括第一获取单元，用于根据接收到的对端发送的成功确认信息，统计获取所述第一速率对应的发送成功率；第二获取单元，用于将所述第一速率和所述第一速率对应的发送成功率相乘，获取所述第一速率对应的吞吐率。
7.根据权利要求5或6所述的数据速率选择装置，其特征在于，所述预测模块包括第三获取单元，用于根据公式
8.根据权利要求7所述的数据速率选择装置，其特征在于，还包括第二获取模块，用于获取所述第一速率对应的回退速率，并对使用所述第一速率对应的回退速率所发送的数据帧进行错误统计，获取所述第一速率对应的回退速率对应的发送成功率。
9.一种网络设备，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的数据速率选择装置。
全文摘要
本发明提供一种数据速率选择方法、装置及网络设备。其中，方法包括在使用第一速率发送完当前数据帧后，计算第一速率对应的吞吐率；将第一速率降低预设第一步长后，获取第二速率，并将第一速率提升预设第二步长后，获取第三速率；根据第一速率和第一速率对应的回退速率，预测第二速率和第三速率分别对应的吞吐率；将第一速率、第二速率和第三速率分别对应的吞吐率进行比较，选择吞吐率最大的作为发送下一个数据帧时的速率。采用本发明技术方案，能够为要发送的数据帧选择与信道的实际状况相适应的速率，降低了数据帧的出错率，提高了无线网络的吞吐率。
文档编号H04W28/22GK102355695SQ20111030423
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者王旭 申请人:福建星网锐捷网络有限公司