在无线网络中估计无线处理设备队列长度和估计信号接收质量制造技术

本发明专利技术可用于估计通信系统中发送和接收信息流的设备的工作特性。在一个应用中，通过监控由处理设备发送的分组估计在处理设备，比如路由器或无线接入点中的ＦＩＦＯ缓存器的占用程度。工作特性的估计值能够用于控制系统中的通信，使得改进整体性能。也公开了能用于缓和低信噪比条件的影响的技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及发送和接收信息流的设备，且更为具体地说，涉及可以用于通过监控信息流确定这些设备的工作特性的技术。例如，本专利技术可以用于确定无线网络中发送和接收按分组排列的多媒体信息流的接收器、路由器和接入点的工作特性。
技术介绍
预期经无线网络传送实时多媒体业务流量将是第三代蜂窝通信、WiFi和WiMAX无线网络中的重要应用。在这些应用中，比如表示图像和声音的数字数据的多媒体信息流被组织为分组。多媒体源发送这些分组流到比如路由器或无线接入点的处理设备，该路由器或无线接入点经通信信道发送分组到终端用户接收器。如果处理设备不能立即发送分组，则其将分组临时存储在队列或缓存器中直到能够发送分组。例如，无线接入点在无线通信信道正由另一处理设备使用时不能发送分组。当比如路由器的接收设备以比它发送信息更高的速率接收信息时，在队列或缓存器中存储的信息量将增加。如果呼入速率在足够长的时间期间保持高于呼出速率，在缓存器中存储的信息的占用程度将增加，直到其达到由缓存器的存储容量所指定的最大占用程度。在这个被称为缓存器溢出的情况期间，因为处理设备必须在信息到达时丢弃它或者必须丢弃来自缓存器的信息以获得存储到达的信息的空间，所以信息丢失是不可避免的。在符合IEEE802.11a或802.11g标准的典型的无线网络中，例如，比如无线接入点和路由器的处理设备从以高达100Mb/s的速率工作的有线通信路径接收信息，并且将信息经以不-->高于54Mb/s的速率工作的无线通信路径转发或发送。例如，如果处理设备从有线路径以接近100Mb/s的速率接收信息，则其不能经无线路径以足以跟上所接收信息的到达速率的高速率发送信息。缓存器占用的程度将增加直到缓存器存储的要求超过缓存器容量。因为在信息能够被转发或发送之前，必须被丢弃一些，所以将丢失一些信息。信息还可能因为传输信道中的噪声或干扰而丢失。这种类型的丢失在很多无线网络中是很普遍的，但是通过使用重发和前向纠错(FEC)技术可以减少丢失。遗憾的是，这些技术增加了必须发送的数据量，由此降低了处理设备可发送信息的有效速率，并且因此造成了缓存器存储的更大需求。Bauer和Jiang于2006年5月26日提交的题为“Method and Systemfor Optimizing Forward Error Correction of Multimedia Streamingover Wireless Networks”的国际专利申请No.PCT/US2006/020861(2007年1月11日公开的公开号WO 2007/005160)，描述了可以用于对于一组n个分组为基于分组的网络选择FEC参数对(n，k)的技术，该技术最小化由缓存器溢出引起的信息损失，其中k＝携带多媒体数据的分组的数目且(n-k)＝在该组n个分组中纠错分组的数目(该申请在下面被引用为“FEC优化申请”，且将其内容完全包括于此并作为参考。)这些技术需要若干输入参数，包括缓存器占用的最大程度(在这里称为缓存器大小或缓存器容量)，和争用或干扰信息到达处理设备的速率。所需要的是在不知道并且不访问处理设备的内部工作的情况下估计这些参数的方法。可以通过使用控制源提供信息到处理设备的速率的另一技术减少或消除由缓存器溢出引起的信息丢失。所需要的是使用在不知道并且不访问处理设备的内部工作的情况下，获得缓存器占用程度的测量值来实现该技术的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供通过监控由类似路由器和无线接入点的-->处理设备发送的信息，来确定这些设备的工作特性的方法。例如，能够确定比如缓存器容量和缓存器占用程度的工作特性。本专利技术的目的在于提供评价监控类似信噪比的条件是否足以以合理的精确度确定工作特性的方法。下面讨论的本专利技术的多种实现方式能够估计处理设备中缓存器的容量，能够在特定时间点估计处理设备中缓存器占用程度，并且能够通过监控由处理设备发送的信息来测量这些估计值的可靠性。下面讨论的所有实现都假定处理设备是比如无线接入点的转发类型的设备，其从有线或光路径接收一个或多个输入信息流，并且经无线路径发送一个或多个输出信息流，其中以离散的段排列输入信息流和输出信息流。这些实现方式中的一些实现方式假定处理设备中的缓存器对于信息段采用先进先出(FIFO)队列。通过参考下面描述和附图能够更好地理解本专利技术的多种特性及其优选实施例。以下描述和附图的内容仅被作为实例提到，且不应被理解为表示对本专利技术范围的限定。附图说明图1是通信系统的示意性框图。图2到4是帧流中具有序列号的分组的示意性图。图5是说明了可以用于对在一个时间间隔期间发送的特有分组的数目计数的处理的步骤的流程图。图6到9是在帧流中分组的示意性图。具体实施方式A.介绍图1是通信系统的示意性图示，其中一个或多个数据源2，4提供源信号，该源信号传送以分组排列的信息。例如，在至少一些分组中携带的信息可以是多媒体信息。由数据源2提供的源信号传送以和一些应用相关的“主要分组”排列的信息。比如数据源4的其它数据源也提-->供传送以被称为“争用分组”的分组排列的信息的源信号，因为后者这些分组争用服务于主要分组所需要的资源；但是，来自这些其它数据源的源信号不需要携带相同类型的信息，且不需要以和数据源2描述的相同方式排列争用分组。来自数据源2，4的源信号分别沿通信路径3，5传递到处理设备10。这些通信路径3，5可以由多种通信技术实现。例如，可以采用使用比如金属线或光纤的介质并且符合任意一个IEEE802.3标准的技术。处理设备10可以是路由器或无线接入点，例如，其从每个数据源2，4接收分组，并且在缓存器中存储至少一些分组的信息。处理设备10沿通信路径11发送信息分组以由比如接收器20的一个或多个接收器接收。通信路径11可以由多种技术实现，包括比如符合任意一个IEEE802.11标准的无线技术。如果需要，该通信系统可以包括其它接收器、发射器和数据源。接收器20表示其中可以执行本专利技术的多种方面的设备。在比如下面描述的通信系统的实现中，通信路径11是广播或多播介质。接收器20监控通信路径11并使用下面所述的技术分析由处理设备10发送的信息。监控并分析到达接收器20以及其它接收器的信息。该接收器20还可以接收和处理意在用于一个或多个其它应用的信息。该通信系统中的设备可以包括多种纠错或错误恢复技术，比如现有的前向纠错(FEC)处理或服务质量处理，例如，令数据源或处理设备重发那些接收器不能确认接收到的分组。图1所示的示意性说明省略了在通信系统的实际实现方式中可能需要但是解释本专利技术不需要的一些部件。例如，附图不说明为了确定通信路径11是否干净，也就是，其它分组处理设备当前是否正在使用通信路径11或是否存在一些类型的干扰可能妨碍接收器20的接收而可能需要的部件。并且，也没有示出为了从接收器20获得关于分组损失的任何信息或重发分组而可能需要的部件。在本说明书的剩余部分，将更具体地说明其中在数据源和处理设备之间的通信路径符合IEEE802.3标准之一并且在处理设备和接收器-->之间的通信路径符合IEEE802.11标准之一的实现方式。根据媒介访问控制(MAC)协议设置沿这些通信路径传送的信息流，其将信息设置于MAC帧中，MAC帧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定通信系统中处理设备的缓存器的估计占用程度的方法，该通信系统包括：　第一数据源，其发送信息分组；　处理设备，其从第一数据源接收信息分组，在缓存器中为至少一些分组存储信息，且沿通信信道发送信息分组以供一个或多个接收器接收 ；　接收器，其从通信信道接收由一个或多个设备发送的信息分组，这些信息分组包括由处理设备发送的至少一些信息分组；以及　该方法包括：　记录各个信息分组由接收器接收时的接收时间；　从由接收器接收的各个分组中识别所选的分组， 该所选分组被识别为由处理设备发送的；　从由所选分组传送的数据推导开始时间，该开始时间对应于由所选分组传送的信息被处理设备接收的时间；　从所选分组的接收时间获得结束时间；　检查由接收器在所选分组之前接收的，且被识别为已由处理 设备发送的信息分组传送的信息，以确定由接收器接收的哪些分组是在从开始时间到结束时间的间隔期间由处理设备发送的特有分组；和　从哪些分组是特有分组的确定结果推导缓存器的估计占用程度，并产生表示缓存器的估计占用程度的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-4-13 60/791,9701.一种用于确定通信系统中处理设备的缓存器的估计占用程度的方法，该通信系统包括：第一数据源，其发送信息分组；处理设备，其从第一数据源接收信息分组，在缓存器中为至少一些分组存储信息，且沿通信信道发送信息分组以供一个或多个接收器接收；接收器，其从通信信道接收由一个或多个设备发送的信息分组，这些信息分组包括由处理设备发送的至少一些信息分组；以及该方法包括：记录各个信息分组由接收器接收时的接收时间；从由接收器接收的各个分组中识别所选的分组，该所选分组被识别为由处理设备发送的；从由所选分组传送的数据推导开始时间，该开始时间对应于由所选分组传送的信息被处理设备接收的时间；从所选分组的接收时间获得结束时间；检查由接收器在所选分组之前接收的，且被识别为已由处理设备发送的信息分组传送的信息，以确定由接收器接收的哪些分组是在从开始时间到结束时间的间隔期间由处理设备发送的特有分组；和从哪些分组是特有分组的确定结果推导缓存器的估计占用程度，并产生表示缓存器的估计占用程度的信号。2.如权利要求1所述的方法，通过推导特有分组的数目推导估计的占用程度。3.如权利要求2所述的方法，其中每个特有分组由各自的序列号标识，且该方法包括：识别在相邻分组的序列号之间大于1的增量；和如果增量小于序列间隙阈值，则将特有分组的数目增加从增量推导出的量。4.如权利要求2所述的方法，其中，每个特有分组是由各自的序列号标识的，且该方法包括从最接近开始时间但不是在开始时间之前和最接近结束时间但不在结束时间之后接收的分组的序列号之间的差值计算特有分组的数目。5.如权利要求2所述的方法，其中，每个分组传送排队优先级的指示，且处理设备根据每个分组的排队优先级使用一个或多个缓存器实现多等级排队方案，且该方法包括：获得多个排队等级的特有分组的数目；调整多个排队等级的特有分组的数目以解决由处理设备发送但没有由接收器接收的未分级分组；和使用调整的特有分组的数目确定排队等级的一个或多个缓存器的各自估计的占用程度，并产生表示一个或多个缓存器的各自估计的占用程度的一个或多个信号。6.如权利要求5所述的方法，包括：使用多个排队等级的特有分组的数目估计多个排队等级各自的相对概率；和响应于该相对概率和未分类分组的数目调整多个排队等级的特有分组的数目。7.如权利要求6所述的方法，包括仅对于这样的排队等级调整特有分组的数目：该排队等级具有的排队优先级大于或等于各自的缓冲器的估计占用程度大于零的最高优先级排队等级的优先级。8.如权利要求1所述的方法，其中，每个分组传送排队优先级的指示，并且处理设备根据每个分组的排队优先级使用一个或多个缓存器实现多等级排队方案，且该方法包括：获得多个排队等级中的特有分组被接收器接收的概率；估计由多个排队等级的特有分组传送的数据量以解决由处理设备发送但没有由接收器接收的未分类分组所传送的数据；和使用估计的数据量确定排队等级的一个或多个缓存器的各自的估计的占用程度，并且产生表示一个或多个缓存器的各自估计的占用程度的一个或多个信号。9.如权利要求1到4中任一个所述的方法，其估计缓存器的最大占用程度，该方法包括：使得一个或多个数据源以驱动缓存器的占用程度到其最大值的速率和时间周期发送分组到处理设备；以及将估计的最大占用程度设置为等于所确定的缓存器的估计的占用程度，并且产生表示估计的最大占用程度的信号。10.如权利要求1到4中任一个所述的方法，包括使用估计的缓存器的占用程度推导通信系统中分组的通信速率。11.如权利要求10所述的方法，其中该通信系统包括：除了第一数据源之外发送信息分组的一个或多个其它数据源，和处理设备，其从所述一个或多个其它数据源接收除了那些从第一数据源接收的信息分组之外的信息分组；以及该方法包括：对于多个所选分组确定缓存器的多个估计占用程度；从缓存器的多个估计占用程度推导缓存器充满率；对于由处理设备从第一数据源接收的信息分组获得主要分组的估计的到达速率；获得处理设备发送特有的信息分组的估计速率；和对于由处理设备从一个或多个其它数据源接收的信息分组推导争用分组的估计到达速率，并产生表示该争用分组的估计到达速率的信号。12.如权利要求10所述的方法，包括：对于多个所选分组确定缓存器的多个估计占用程度；监控缓存器的多个估计占用程度；和当缓存器的估计占用程度大于零时，确定在一个时间间隔内由处理设备发送的特有信息分组的数目以推导处理设备发送特有信息分组的估计速率，并产生表示处理设备发送特有信息分组的估计速率的信号。13.如权利要求1到4的任意一个所述的方法，包括：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文宇，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]