专利名称：无线传输装置和mac帧传输方法
技术领域：
本发明涉及无线传输设备和MAC帧传输方法。本申请要求2009年5月1日提交的日本专利申请No. 2009-112066的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术：
作为用于获得高等级QoS (服务质量)功能的方法，带有自适应调制功能的无线传输设备可以采用将QoS功能安装到无线传输设备中的方法和将无线传输设备与MAC帧传输设备结合在一起担当层2交换机(L2SW)的方法，该自适应调制功能用于响应于无线传输线路的质量变化来切换系统增益和传输容量。一般来说，担当发送源的无线传输设备经由多个其他无线传输设备进行与其目标发送目的地的通信。在中继通信的所有无线传输设备中安装QoS功能可能导致不必要的多个功能和无用的安装成本；因此，将QoS功能有限制地安装在需要QoS功能的特定站(例如，与外部设备连接的站和集成多个线路的节点)中。此外，可以将QoS功能安装在结合外部L2SW来中继通信的中继站之间的公共无线传输设备中。无线传输容量(在频率范围中比在有线网络中要窄)需要QoS功能根据优先级传送驻留在无线传输设备中的MAC帧(S卩，记录MAC协议的帧)。为了动态改变无线传输设备中的传输容量，自适应调制功能需要动态改变QoS设置。在将已存在的L2SW与无线传输设备结合的常规方法中，L2SW不能够检测无线传输容量的变化；因此，无法响应于无线传输容量执行QoS控制。接下来，将参考图6对L2SW的常规构造进行描述。该L2SW使用基于IEEE802. 3的暂停(PAUSE)帧来执行站间的流控制。根据 IEEE802. 3规定的流控制，当所使用的接收缓存的量超过预先确定的预定值时，将复用了暂停时间的暂停帧发送到线路对面的站，以停止与该线路对面的站的传输，而当所使用的接收缓存的量变得低于预定值时，将复用了暂停时间“O”的暂停帧发送至线路对面的站，以使得可以重启与线路对面的站的发送。在这种情况下，不管帧的优先级和频带控制，所有帧共同停止发送，使得高优先级的帧停止发送；因此，难以确保适当的QoS控制。接下来，将参考图7的流程图描述图6中示出的L2SW(A1)的操作。在L2SW(A1)中，CPU(A2)从接收流量(A7)提取暂停帧(A8)，以输入接收信号 (A81)，并将其转发到调度器(A3)作为暂停检测信号(A21)。根据图7中示出的控制流，调度器(A3)基于暂停检测信号(A21)，通过使用优先级流控制信号(A31、A32)来控制对应于高/中/低优先级的三个优先级缓存(A4、A5、A6)。将参考图7的流程图来描述调度器(Α； )的流控制逻辑。在从CPU(A2)接收暂停检测信号(A21)之后(步骤SAl)，L2SW(A1)的调度器(A3) 对暂停控制当前是否在进行中做出判决(步骤SA》，其中，如果暂停控制当前不在进行中 (步骤SA!3)，则调度器停止使用低优先级缓存(A6)的发送(A3)。此外，当暂停控制在进行中时，调度器m停止使用中优先级缓存(A5)的发送(步骤SA6)。当调度器(A3)接收到暂停解除帧时，或者当暂停控制时间(S卩，发送停止时间) 超过由暂停帧的暂停时间字段所指定的规定时间时(步骤SA4)，调度器(Α； )解除发送停止，以使用所有高/中/低优先级缓存(A4、A5、A6)开始发送(步骤SA5)。关于此，当以上条件没有成立时，调度器(Α； )继续停止使用对应优先级缓存的发送。当L2SW(A1)与如上所述的具有自适应调制功能的无线传输设备相结合时，由于自适应调制，无线传输设备经历了其无线传输容量的降低。当在无线方向流量中出现拥塞时，无线传输设备向L2SW(A1)输出暂停帧，L2SW(A1)继而停止低优先级缓存(A6)的发送。 当在暂停控制在进行中期间再次接收暂停帧时，L2SW(Al)停止中优先级缓存(AO的发送。 从而，可以响应于暂停帧的接收次数来实现针对每个优先级指定的流控制。接下来，将参考图8对另一 L2SW的常规构造进行描述。图9是示出图8中示出的 L2SW(B1)的操作的流程图。在L2SW(B1)中，成形器(B3)根据图9的控制流，基于来自CPU (B2)的暂停检测信号(B21)执行对发送缓存(B4)的成形，从而调整发送信号(B41)的发送速率。接下来，将参考图9的流程图来描述成形器(Β； )的控制逻辑。在检测到暂停帧时(步骤SBl)，成形器(Β； )开始成形，以降低发送缓存(B4)的发送速率(步骤SB》。在接收到暂停解除帧时，或者在暂停帧的暂停时间字段中指定的规定时间逝去是(步骤SB3)，成形器(B3)停止成形(步骤SB4)，以便以原始发送速率重新开始数据发送(步骤SBQ。当在暂停控制在进行中期间再次接收到暂停帧时，成形器(Β； )进一步降低其发送速率，以接收暂停解除帧，或者重复以上操作，直到暂停时间逝去。当L2SW(B1)与如上所述具有自适应调制功能的无线传输设备相结合时，可能经由暂停帧来控制传输速率，其中，由于自适应调制，无线传输设备经历了其无线传输容量的降低。当无线方向流量中出现拥塞时，向L2SW(B1)发送暂停帧，L2SW(B1)继而响应于暂停帧的接收次数来降低其发送速率；这使得可以防止无线方向的流量的拥塞。在图6和8中示出的将已存在的L2SW和无线传输设备相结合的构造中，L2SW能够单独基于暂停帧的接收次数来检测无线传输设备的拥塞状态；因此，L2SW能够通知简单的信息。图6中示出的L2SW(A1)根据每个优先级执行流控制，而图8中示出的L2SW(B1)更新其发送速率；因此，它们各自都能够控制单个项目。利用根据每个优先级的简单流控制， 无法在每一优先级实现用于确保发送帧的适当比率的QoS控制。由于已存在的L2SW通过接收多个暂停帧来开始其控制，L2SW涉及到在无线传输容量变化的时间与更新其发送速率的时间或执行流控制的时间之间的等待时间；这在稳定无线传输线路的质量中是个阻碍。此外，已存在的L2SW控制无法跟踪无线传输容量的连续变化。为了无一例外地在等待时间期间连续接收帧，直到在其无线方向流量中检测到 L2SW交换机的拥塞状态，在每个无线传输设备中安装相对大容量的缓存是必要的。在每个无线传输设备中安装大容量的缓存不亚于在每个无线传输设备中分别安装QoS功能，因为其提供了相对少的功能，并增加了安装成本；因此，其在实际中难以实现。一般来说，无线通信系统的信号传输质量取决于无线传输线路的条件；因此，将操作期间的正常接收功率设置得高于确保最小通信质量的规定接收功率。在正常操作期间，无线传输线路可能经历对变动的抵抗力降低，然而通过采用多值调制方法，可以提高传输容量。不管低质量的无线传输线路，通过采用展示出对无线传输线路的变动的高抵抗力的调制方法(多值数较小)，可以防止无线传输线路的瞬时功率故障，然而，这继而导致了传输容量的降低。亦即，当调制方法响应于无线传输线路的条件而改变时，可以最大化无线传输容量并由此确保无线传输容量的最小质量。这被称为自适应调制方法，例如，在专利文献 1中公开了该方法。一般来说，无线传输容量小于有线网络的频率范围，并且关于使用LAN(局域网) 发送的突发信号，无线通信设备可以在缓存中累积帧；因此，在无线传输中，必须执行以较高优先级顺序发送MAC帧的QoS控制。专利文献2和专利文献3公开了使用基于IEEE802. 3的暂停帧的技术，其中，不是以端口为单元，而是根据每个优先权来执行流控制和通信频带调整。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利申请公开No. S57-159148专利文献2 日本专利申请公开No. 2004-104427专利文献3 日本专利申请公开No. 2006-3371
发明内容
本发明要解决的问题由于自适应调制造成的无线传输容量的动态波动，正在从用户网络发送LAN信号的无线传输设备需要响应于无线传输容量的波动来动态改变QoS设置，该QoS设置涉及频带限制、频带保证和优先级控制。无线LAN基站(g卩，具有高等级MAC帧传输功能的无线传输设备)能够实现以下功能在通过无线传输MAC帧时，执行QoS控制；以及响应于无线传输容量来改变QoS设置， 然而，考虑到功能和安装成本，使用简单的P-P类型的无线传输设备来实现高等级的MAC帧传输功能实际上是困难的，每个P-P类型的无线传输设备都能够简单地向单个无线对应站传输信号。当可以针对外部MAC帧传输设备(例如，L2SW和路由器)事先设定高等级的QoS 功能时，简单的P-P类型的无线传输设备能够实现无线传输设备中高等级的QoS功能。然而，在自适应调制方法经历无线传输容量的动态变化的情况下，无线传输设备需要附加的手段向MAC帧传输设备通知当前的无线传输容量。甚至当无线传输设备和MAC帧传输设备相互实现特定协议以实现通知当前无线传输容量的功能时，简单的P-P类型的无线传输设备需要新实现处理功能的协议。考虑到功能和安装成本，与前述分别安装QoS功能中的困难类似，这种技术实际上难以实现。当MAC帧传输设备不处理以上协议时，无线传输设备可以发送不必要的MAC帧，同时MAC帧传输设备可以转发控制帧，而其目的不朝向用户网络，从而浪费了网络流量。专利文献1和专利文献2中公开的通信频带调整方法是出于解决以上问题的目的而发明的。该通信频带调整方法响应于特定时间内的暂停帧的接收次数来估计每个无线传输设备的拥塞状态；这涉及当对暂停帧的数目计数时的等待时间，因此该方法无法根据自适应调制方法切换QoS设置以跟踪无线传输容量连续变化的环境。由于一般以帧为单位发送LAN信号，每个接收机需要安装容量为一个或多个帧的接收缓存，而在接收到多个暂停帧之后开始流控制的常规方法需要在开始流控制之前的特定等待时间。亦即，提供大容量的接收缓存是必须的，该大容量的接收缓存允许每个无线传输设备在没有造成溢出的情况下从每个MAC传输设备接收MAC帧。以上解决方案仅涉及响应于暂停帧的接收次数的信息传输，然而，无法通过用于控制特定优先级分组的发送停止或者用于更新端口上的整个发送速率的简单控制过程的方式来发送需要更新多个QoS设置(例如，频带限制值和优先级控制逻辑)的信息。解决问题的手段考虑到前述的环境做出本发明，其中，本发明的目的是提供无线传输装置和MAC 帧传输方法，该无线传输装置和MAC帧传输方法在自适应调制的执行期间实现动态改变无线传输容量的功能，并能够动态改变QoS设置以跟踪无线传输容量的变化。本发明涉及将具有自适应调制功能的无线传输设备与MAC帧传输设备相连接的无线传输装置，所述自适应调制功能响应于无线传输线路的质量变化来切换无线传输设备的无线传输容量，MAC帧传输设备用于确定和控制通信质量。MAC帧传输设备根据从所述具有自适应调制功能的无线传输设备转发的暂停帧检测当前无线传输容量，以使得MAC帧传输设备从事先设置的多个QoS设置中选择适于无线传输容量的QoS设置，基于所选择的QoS 设置执行关于来自用户网络的LAN信号的控制操作，以及从而将所述LAN信号转发至所述具有自适应调制功能的无线传输设备。所述具有自适应调制功能的无线传输设备基于从无线对应站发送的接收信号的接收功率来确定调制方法，以使得无线传输设备将暂停帧与调制方法复用，并向MAC帧传输设备输出该暂停帧，而无线传输设备调制从MAC帧传输设备转发的LAN信号，并将其发送到无线对应站。本发明涉及适于使用自适应调制方法的无线通信的MAC帧传输方法，所述自适应调制方法响应于无线传输线路的质量变化来切换无线传输容量。在此，基于从无线对应站发送的接收信号的接收功率来确定调制方法；将暂停帧与调制方法复用；根据与调制方法复用的暂停帧检测当前无线传输容量；从事先设置的多个QoS设置中选择适于无线传输容量的QoS设置；基于所选择的QoS设置执行关于来自用户网络的LAN信号的控制操作 ’然后，基于该调制方法调制LAN信号，并向无线对应站发送LAN信号。发明效果在本发明中，无线传输设备对当前调制方法编码，并将其复用到暂停帧的暂停时间字段中，然后将暂停帧转发到MAC帧传输设备。这允许MAC帧传输设备检测适于该无线传输容量的调制方法。此外，MAC帧传输设备能够切换到事先设置的多个QoS设置内的适于该无线传输容量的QoS设置。无线传输设备和MAC帧传输设备分别安装在单独的外壳中， 其中，增大调制方法的多值数(即，指定无线传输容量的值)，以使得当无线传输线路展示出良好的质量时，MAC帧的高优先级帧受到SP发送，而当由于天气变坏而造成无线传输线路质量下降时，多值数减小，以使得所有优先级的MAC帧受到WRR传输，从而防止无线传输容量被高优先级帧所占据。从而，无线传输设备和MAC帧传输设备能够彼此协作，以实现适于无线传输容量的QoS设置。
图1是示出采用根据本发明的优选实施例的无线传输装置的无线通信系统的整体构造的方框图。图2是示出包括在根据本实施例的无线传输装置中的MAC帧传输设备的通信质量控制单元的内部构造的方框图。图3是IEEE802. 3所规定的暂停帧的格式的示意。图4是示出MAC帧传输设备的通信质量确定单元所进行的QoS设置切换过程的流程图。图5是示出根据本发明的另一实施例的无线传输装置的构造的方框图。图6是示出常规L2SW的构造的方框图。图7是示出图6的L2SW中的调度器的流控制逻辑的流程图。图8是示出另一常规L2SW的构造的方框图。图9是示出图8的L2SW中的成形器的控制逻辑的流程图。图10是根据每个无线传输容量设置的QoS的示意。
具体实施例方式本发明的无线传输装置包括具有自适应调制功能的无线传输设备(此后，称为 “具有自适应调制功能的无线传输设备”)和MAC帧传输设备。具有自适应调制功能的无线传输设备编码表示当前无线传输容量的数据，以将其与基于IEEE802. 3的暂停帧复用，使得可以经由MAC帧发送复用的暂停帧，这被设计来基于IEEE802.3处理MAC帧，从而向外部设备通知无线传输容量。由于采用自适应调制，在无线传输容量的动态变化中涉及到外部的MAC帧传输设备，从而切换QoS设置以适于当前的无线传输容量。接下来，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施例的无线传输装置。图1是示出无线通信系统的整体构造的方框图。在此，本实施例的无线传输装置包括MAC帧传输设备A (10)和无线传输设备M20)。MAC帧传输设备10包括无线质量控制单元11和无线质量确定单元12。无线传输设备20包括无线发射机21、无线接收机22、帧生成单元23和自适应调制确定单元对。本实施例的无线传输装置具有与层2交换机(L2SW)或路由器相同的构造。亦即， MAC帧传输设备10将目的地址和其他标识符并入MAC帧中，同时将所复用的数据的目的地址和其他标识符并入MAC帧的有效载荷中，从而实现了到目的端口的排序(切换)，并由此实现了优先级控制、频带限制等。无线传输设备20向无线对应站发送与无线帧复用的MAC 帧。MAC帧传输设备10的通信质量控制单元11输入来自用户网络(50)的LAN信号 100，并基于来自通信质量确定单元12的通信质量控制信号121执行QoS控制，从而向无线传输设备20输出表示其操作结果的LAN信号111。MAC帧传输设备10的通信质量确定单元12输入来自无线传输设备20的LAN信号 231，以基于LAN信号231中包括的暂停帧来检测当前无线传输容量，使得通信质量确定单元12可以从多个QoS设置中选择与无线传输容量相对应的QoS设置(该多个QoS设置中的每个是事先根据每个无线传输容量设置的)，从而向通信质量控制单元11输出通信质量控制信号121。无线传输设备20的无线传输单元21输入来自MAC帧传输设备10的LAN信号，以执行由从自适应调制确定单元M输出的调制方法通知信号241所指定的调制，从而向无线传输设备B(30)发送表示其操作结果的无线发送信号211。无线传输设备20的无线接收机22基于从自适应调制确定单元M通知的调制方法，解调来自无线对应站(即，包括无线传输设备B (30)和MAC帧传输设备B 00)的无线传输装置)的无线接收信号301。具体地，无线接收机22输入来自无线传输设备30的无线接收信号301，以基于自适应调制确定单元M的调制方法通知信号241所指定的调制方法来解调无线接收信号301，使得帧生成单元23向MAC帧传输设备10输出LAN信号231。无线传输设备20的自适应调制确定单元M基于来自无线接收机22的接收功率监视信号221确定调制方法，以向无线发射机21、无线接收机22和帧生成单元23转发调制方法通知信号Ml。具体地，自适应调制确定单元M基于来自无线接收机22的接收功率监视信号221，检测来自担当无线对应站的无线传输设备30的无线接收功率，其中，将无线接收功率与预定的阈值相比较，以改变调制方法，使得自适应调制确定单元M生成表示所选择的调制方法的调制方法通知信号对1，以向无线发射机21、无线接收机22和帧生成单元 23转发该调制方法通知信号Ml。MAC帧传输设备10的通信质量确定单元12输入来自无线传输设备20的LAN信号 231，以从LAN信号231提取暂停帧，其中，通信质量确定单元12还提取与暂停帧复用的无线传输容量信息，从而检测当前的无线传输容量。基于当前无线传输容量，从多个QoS设置(参见图10)中选择与当前无线传输容量相对应的QoS设置，该QoS设置在通信质量控制信号121中描述，通信质量控制信号121 然后被转发到通信质量控制单元11，该多个QoS设置中的每个是事先根据每个无线传输容量来设置的。图2是示出MAC帧传输设备10的通信质量控制单元11的内部构造的方框图。在图2中示出的通信质量控制单元11中，帧分析单元11-1输入来自用户网络 A(50)的LAN信号100，以基于事先在当前帧中设置的特定字段的值来分析帧转发优先级， 从而在缓存11-2中存储每个优先级的优先级发送信号11-11。通信质量控制单元11的优先级控制单元11-3根据由优先级控制信号121所指定的优先级控制逻辑，从每个优先级的缓存11-2中提取优先级发送信号11-21作为帧。通信质量控制单元11的频带控制单元 11-4向无线传输设备20输出该帧作为LAN信号111，同时调整该帧，以使得其帧间隔不会超过由优先级控制信号121所指定的频带限制值。无线传输设备20的无线发射机21根据自适应调制确定单元M的调制方法通知信号241所指定的调制方法，调制来自MAC帧传输设备10的LAN信号111，从而向担当无线对应站的无线传输设备B (30)发送该LAN信号111。在本实施例的无线传输装置中，具有用于发送MAC帧的丰富功能的MAC帧传输设备10从无线传输设备20接收复用有无线传输容量信息的暂停帧，以检测当前的无线传输容量，从而切换到多个QoS设置中的对应QoS设置，该多个QoS设置中的每个是事先根据每个无线传输容量来设置的。这使得能够切换到适于当前无线传输容量的QoS设置。
接下来，将详细描述MAC帧传输设备10的操作。出于简化描述的目的，给MAC 帧传输设备10设置四阶段优先级；优先级控制逻辑单独采用加权轮询(weighted round robin) (WRR)；采用两种类型(称之为绝对优先级(SP)和WRR)的组合；以及采用两种类型的无线调制方法(即，64 QAM和QPSK)。图1中示出的MAC帧传输设备10的通信质量控制单元11输入来自用户网络50 的LAN信号100，以基于通信质量设定单元12的通信质量控制信号121来执行对LAN信号 100的QoS控制，从而向无线传输设备20输出LAN信号。图2中示出的通信质量控制单元11的帧分析单元11-1基于IEEE802. IP所规定的MAC帧的优先级标识符来分析来自用户网络50的LAN信号100的优先级，从而在缓存 11-2中存储该分析结果作为优先级发送信号11-11，缓存11-2是按照每个优先级划分的。 优先级控制单元11-3根据预定的优先级控制逻辑，从缓存11-2中提取以优先级顺序存储的MAC帧之一作为优先级发送信号11-21。频带控制单元11-4调整MAC帧的间隔，以使得优先级发送信号11-21的频带不会越过预定的频率范围，从而向无线传输设备20输出LAN 信号111。通信质量确定单元12输入来自无线传输设备20的LAN信号231，以从LAN信号 231中所包括的暂停帧中检测无线传输容量，使得可以从多个QoS设置(该多个QoS设置的每个是事先根据每个无线传输容量设置的)中选择对应的QoS设置，从而向通信质量控制单元11转发通信控制信号121。图3示出了 IEEE802. 3所规定的暂停帧的格式。通信质量确定单元12从图3中示出的暂停帧的时间字段Fl中提取无线传输容量信息，从而确定是否切换QoS设置。图4是示出MAC帧传输设备10的通信质量确定单元12中的QoS设置切换过程的流程图。图10示出了 QoS设置的示例。接下来，参考图1-3和图10，将根据图4的流程图描述通信质量确定单元12的QoS 设置切换过程。(步骤Si)通信质量确定单元12接收暂停帧。(步骤S2)通信质量确定单元12对暂停帧的时间字段Fl中描述的值是“0x0000”还是 “OxFFFF”进行判决，其中，当判决结果为“是”时，流程进行到步骤S5，而当判决结果为“否” 时，流程进行到步骤S3。(步骤S3)通信质量确定单元12对暂停帧的时间字段Fl中描述的值是否是“0x0001”进行判决，其中，当判决结果为“是”时，流程进行到步骤S6，而当判决结果为“否”时，流程进行到步骤S4。(步骤S4)通信质量确定单元12选择图10中示出的“QoS设置1”，然后流程返回到步骤Sl。 QoS设置1通过使用加权轮询(WRR)构建所有四阶段优先级(即，优先级控制逻辑=4WRR)， 从而将通信频带限制为IOOMbps (即，频带限制值=100Mbps)。
(步骤 S5)通信质量确定单元12解除QoS设置的切换，之后，执行正常的暂停控制。(步骤 S6)通信质量确定单元12选择“QoS设置2”，然后流程返回到步骤Si。QoS设置2通过使用绝对优先级(SP)来构建四阶段优先级中的最高优先级，而通过使用WWR来构建剩余的三个优先级(即，优先级控制逻辑=1SP+3WRI )，从而将通信频带限制在200Mbps ( S卩，频带限制值=200Mbps)。通过以上过程，通信质量确定单元12根据从无线传输容量20输出的暂停帧来提取无线传输容量信息，以从多个QoS设置中选择期望的QoS设置，从而向通信质量控制单元 11输出通信质量控制信号121。接下来，将描述自适应调制方法。一般来说，具有更高多值数的调制方法导致无线传输容量的提高，同时无线传输线路中对变动的抵抗力降低了。相反，更小的多值数导致无线传输容量的降低，同时无线传输线路中对变动的抵抗力增加了。亦即，当使用在良好天气下展示出良好质量的无线传输线路可以确保足够高的接收功率时，采用自适应调制方法的无线传输设备采用具有良好频率可用性效率的多值调制方法，而当无线传输线路由于降雨而展示出差质量以使得多值调制方法可能恶化传输信号的质量时，该无线传输设备切换到在发送功率与用于维持最小质量(即，高系统增益)的最小接收功率之间展示出大的差异的另一调制方法(多值数较小)。如上所述，本实施例能够提高正常模式的无线传输容量，同时确保高优先级信号的传输，而与无线传输线路的质量无关。因此，当接收功率高于预定值时，无线传输设备20的自适应调制确定单元M基于来自无线接收机22的接收功率监视信号221选择64QAM作为其调制方法，而当接收功率低于预定值时，自适应调制确定单元M选择QPSK作为其调制方法。自适应调制确定单元M 向无线发射机21、无线接收机22和帧生成单元23输出表示所选择的调制方法的调制方法通知信号Ml。无线传输设备10的无线发射机21输入来自MAC帧传输设备10的LAN信号111， 以根据自适应调制确定单元M的调制方法通知信号241所指定的调制方法来执行对LAN 信号111的调制，从而向担当无线对应站的无线传输设备30发送无线发送信号211。此外， 无线接收机22从无线传输设备30接收无线接收信号301，以基于自适应调制确定单元M 的调制方法通知信号241所指定的调制方法来解调无线接收信号301，从而经由帧生成单元23向MAC帧传输设备10输出LAN信号231。此外，无线接收机22检测无线接收信号301 的接收功率，以向自适应调制确定单元M转发接收功率监视信号221。当调制方法改变时，帧生成单元23对由自适应调制确定单元M的调制方法通知信号241所指定的调制方法进行编码，其中，当选择64QAM时，将暂停帧的暂停时间字段 Fl (参见图3)与“0x0001”复用，或者当选择QPSK时，将暂停时间字段Fl与“0x0002”复用，以使得可以将来自无线接收机22的调制信号与所复用的暂停帧一起作为LAN信号231 输出至MAC帧传输设备10。在上述的本实施例的无线传输装置中，具有自适应调制功能的无线传输设备20编码当前选择的调制方法，并将其与暂停帧的暂停时间字段Fl相复用，从而向MAC帧传输设备10转发所复用的暂停帧。这允许MAC帧传输设备10检测无线传输设备20的调制方法(即，无线传输容量)。此外，这允许MAC帧传输设备10切换到适于通信质量确定单元 12所检测到的无线传输容量的期望QoS设置，在MAC帧传输设备10中，事先登记了按照每一无线传输容量的QoS设置。 因此，在本实施例的无线传输装置中，将MAC帧传输设备10和具有自适应调制功能的无线传输设备20分别安装在单独的外壳中，其中，当无线传输线路展示出良好的质量时，MAC帧中的最高优先级帧通过增加调制方法的多值数(S卩，无线传输容量)而经受SP发送，而当无线传输线路由于坏天气而使质量恶化时，降低调制方法的多值数。这防止了无线传输容量被高优先级帧所占据，从而实现了在所有优先级处的WRR传输。此外，无线传输设备20与MAC帧传输设备10协同操作，从而使得可以切换到适于无线传输容量的QoS设置。
在本实施例中，将无线传输容量信息与从无线传输设备20转发至MAC帧传输设备 10的暂停帧一起复用，以使得MAC帧传输设备10可以提取无线传输容量信息。与基于特定时间中的暂停帧的接收次数来估计无线传输设备的拥塞状态的常规方法相比较，本实施例能够在短时间内检测到无线传输容量，由此，MAC帧传输设备10能够切换QoS设置，以跟踪由于自适应调制而造成的无线传输容量的连续变化的条件。当无线传输容量由于MAC帧传输设备10对QoS设置的高速切换而降低时，可以快速降低MAC帧传输设备10的发送速率，以降低驻留在无线传输设备20中的LAN帧的量，由此，即使当使用小容量的接收缓存时，也可以防止LAN帧溢出。换言之，可以降低被用来从 MAC帧传输设备10向无线传输设备20发送LAN信号的接收缓存的容量(大小)。由于使用基于IEEE802. 3的暂停帧来通知无线传输容量信息，本发明应该通过根据IEEE802. 3规定的桥L2SW或者路由器来端接。即使在将无线传输设备与不能够从暂停帧中检测到无线传输容量信息的MAC帧传输设备耦合时，由于不向用户网络发送复用有无线传输容量信息的暂停帧，因而也可以防止网络流量的无用消耗。另一方面，当将已存在的无线传输设备与不能够从暂停帧中检测到无线传输容量信息的MAC帧传输设备耦合时， MAC帧传输设备可以向用户网络发送暂停帧，以使得没有必要地浪费了网络流量，因为需要单独的控制帧来通知无线传输容量信息。由于将本实施例设计为使得MAC帧传输设备10和具有自适应调制功能的无线传输设备20被分别安装在单独的外壳中，因而可以将无线传输设备20的功能变窄到无线功能，其中，可以采用对于可连接到其它无线传输设备的无线站来说公共的常规的无线传输设备、每个都集成了多个线路的节点以及用于简单地中继无线信号的中继站；因此，可以降低促进无线传输设备的成本，并使得维护工作简单化。本实施例的无线传输设备(参见图1)传输被编码并且并入到图3中示出的暂停帧的暂停时间字段Fl中的调制方法；然而这不是限制。例如，可以将无线传输容量编码并且并入到暂停时间字段Fl中，或者可以复用无线传输容量信息。图2中示出的帧分析单元 11-1通过使用IEEE802. IP所规定的MAC帧的优先级标识符来执行分析；然而这不是限制。 例如，可以通过使用REF791所规定的IPv4分组的ToS字段、RFC2470所规定的IPv6分组的TC字段或者RFC3270所规定的MPLS-EXP字段来执行分析，其中的每一个都与MAC帧的有效载荷相复用。
在本实施例的无线传输装置中，具有自适应调制功能的无线传输设备20向MAC帧传输设备10通知无线传输容量信息，MAC帧传输设备10继而响应于该无线传输容量而切换到QoS设置；然而这不是限制。例如，将QoS设置与图3中示出的暂停帧中的填充字段F2 相复用，从而允许无线传输设备20直接确定MAC帧传输设备10的QoS设置。在本实施例中，MAC帧传输设备10采用四阶段优先级，以通过使用WRR或者通过使用SP和WRR的组合来确定优先级控制逻辑，而无线传输设备20采用两种类型的调制方法(即，64QAM和QPSK)作为其自适应调制功能；然而这不是限制。本发明能够适当地增加优先级的阶段的数目、优先级控制逻辑的数目、以及调制方法的类型的数目；此外，本发明能够容易地扩展QoS设置。图5是示出根据本发明的另一实施例的无线传输装置的构造的方框图。图1中示出的无线传输装置采用将MAC帧传输设备10和无线传输设备20—对一连接的配置，而图5中示出的无线传输装置采用将多个无线传输设备(即，无线传输设备 Al (81)、无线传输设备A2 (83)和无线传输设备A3 (85))连接到MAC帧传输设备A (70)的配置。在此，无线传输设备81发送无线发送信号201并接收无线接收信号400 ；无线传输设备83发送无线发送信号301并接收无线接收信号500 ；以及无线传输设备85发送无线发送信号401并接收无线接收信号600。图5中示出的无线传输装置对无线对应站之间的多个无线传输线路进行合并，以显著增大总的无线传输容量，其中，即使当无线传输容量由于自适应调制功能而改变时，也可以基于从暂停帧提取的无线传输容量信息来切换适于无线传输容量81、83、85的QoS设置。具体地，包括在图5中示出的无线传输装置中的MAC帧传输设备70的帧交换机17 以帧为单位向无线传输设备81、83、85的通信质量控制单元71、73、75分配来自用户网络50 的LAN信号100。通信质量确定单元72、74、76检测与来自无线传输设备81、83、85的LAN 信号702、703、704中所包括的暂停帧复用的无线传输容量信息，以从事先设置的多个QoS 设置中选择对应的QoS设置，从而向通信质量控制单元71、73、75输出通信质量控制信号 721、741、761。从而，可以应用适于无线传输设备81、83、85的无线传输容量的QoS设置。MAC帧传输设备70的帧交换机17将无线传输设备81、83、85的LAN信号702、703、 704集成在LAN信号174中，LAN信号174被发送至用户网络50。因此，从用户网络50的角度看，可以增大总的无线传输容量。在该连接中，使用与MAC地址相复用的IP分组的IP地址、VLAN-ID或者有效载荷、 或者根据所规定的协议来执行帧交换机17中的每个帧的分配逻辑；然而这不是限制。根据本发明的无线传输设备和MAC帧传输设备不必局限于上述实施例；因此，在所附权利要求的范围内，可以实现各种实施例。工业适用性本发明是用于提供无线通信系统的有效技术。具体地，在无线传输容量由于自适应调制功能而动态改变的情况下，本发明能够实时地切换到适于无线传输容量的QoS设置。附图标记的说明10 MAC帧传输设备A
11通信质量控制单元
12通信质量确定单元
20无线传输设备A
21无线发射机
22无线接收机
23帧生成单元
24自适应调制确定单元
30无线传输设备B
40MAC帧传输设备B
50用户网络A
60用户网络B
权利要求
1.一种无线传输装置，所述无线传输装置将具有自适应调制功能的无线传输设备与 MAC帧传输设备相连接，所述自适应调制功能响应于无线传输线路的质量变化来切换无线传输容量，所述MAC帧传输设备确定并控制通信质量，其中，所述MAC帧传输设备根据从所述具有自适应调制功能的无线传输设备转发的暂停帧检测当前无线传输容量，从事先设置的多个QoS设置中选择适于所述无线传输容量的 QoS设置，并基于所选择的QoS设置执行关于来自用户网络的LAN信号的控制操作，从而将所述LAN信号转发至所述具有自适应调制功能的无线传输设备，以及其中，所述具有自适应调制功能的无线传输设备基于从无线对应站发送的接收信号的接收功率来确定调制方法，将所述调制方法复用到所述暂停帧中，并将所述暂停帧输出至所述MAC帧传输设备，同时基于所述调制方法调制从所述MAC帧传输设备转发的LAN信号， 从而将所述LAN信号发送至所述无线对应站。
2.根据权利要求1所述的无线传输装置，其中，所述MAC帧传输设备和所述具有自适应调制功能的无线传输设备联合配置层2交换机L2SW或路由器，通过将目的地址和标识符并入MAC帧以及通过将所复用的数据的标识符和目的地址并入有效载荷中，所述L2SW或路由器进行对目的端口的传送，其中，所述MAC帧传输设备执行优先级控制和频带限制。
3.根据权利要求1所述的无线传输装置，其中，当无线传输线路的质量恶化时，所述具有自适应调制功能的无线传输设备切换到具有大的系统增益和小的无线传输容量的调制方法，而当无线传输线路呈现出良好的质量时，所述无线传输设备切换到具有小的系统增益和大的无线传输容量的另一调制方法。
4.根据权利要求1所述的无线传输装置，其中，所述MAC帧传输设备耦接到多个具有自适应调制功能的无线传输设备，以及所述MAC帧传输设备确定和控制关于所述多个具有自适应调制功能的无线传输设备中的每个的通信质量。
5.一种适于使用自适应调制方法进行无线通信的MAC帧传输方法，所述自适应调制方法响应于无线传输线路的质量变化来切换无线传输容量，所述MAC帧传输方法包括基于从无线对应站发送的接收信号的接收功率来确定调制方法，将所述调制方法与暂停帧复用；根据复用了所述调制方法的暂停帧检测当前无线传输容量；从事先设置的多个QoS设置中选择适于所述无线传输容量的QoS设置；基于所选择的QoS设置执行关于来自用户网络的LAN信号的控制操作；以及基于所述调制方法调制所述LAN信号，从而将所述LAN信号发送至所述无线对应站。
6.根据权利要求5所述的MAC帧传输方法，其中，当无线传输线路的质量恶化时，将所述调制方法切换到具有大的系统增益和小的无线传输容量的调制方法，而当无线传输线路呈现出良好的质量时，将所述调制方法切换到具有小的系统增益和大的无线传输容量的另一调制方法。
全文摘要
在连接到用户网络或无线对应站的当前站中，将具有自适应调制功能的无线传输设备和用于确定和控制通信质量的MAC帧传输设备耦合在一起，以起到层2交换机(L2SW)或路由器的功能，该自适应调制功能响应于无线传输线路的质量变化来切换无线传输容量。无线传输设备基于从无线对应站发送的接收信号的接收功率来确定调制方法，其中，将调制方法与暂停帧复用，然后将暂停帧输出至所述MAC帧传输设备。MAC帧传输设备根据复用了调制方法的暂停帧检测当前无线传输容量，从事先设置的多个QoS设置中选择适于无线传输容量的QoS设置，并基于所选择的QoS设置执行关于来自用户网络的LAN信号的控制操作，从而将LAN信号转发至无线传输设备。无线传输设备基于调制方法调制从MAC帧传输设备转发的LAN信号，从而将该LAN信号发送至无线对应站。
文档编号H04L12/56GK102415134SQ20108001772
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年5月1日
发明者中岛裕明 申请人:日本电气株式会社