專利名稱：拆分流多接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及內(nèi)容通過網(wǎng)絡的無線傳遞。
背景技術：
無線局域網(wǎng)(LAN)是一種使移動用戶能通過無線的無線電連接訪問網(wǎng)絡資源的網(wǎng)絡。802.11b無線網(wǎng)絡作為提供低成本無線基礎設施的手段在商業(yè)和工業(yè)設置中被日益廣泛采用。這些發(fā)展隨著802.11無線電正在作為標準組件集成到諸如膝上型計算機和個人數(shù)字助理之類的移動計算裝置內(nèi)而出現(xiàn)。應該認識到，無線LAN的大部分傳統(tǒng)用途都涉及數(shù)據(jù)傳遞。這些LAN提供簡單和低成本的無線連通性和數(shù)據(jù)傳遞。但是，它們在諸如基于IP的語音(VoIP)和基于IP的視頻(視頻電話)之類的低延遲應用中的使用代表無線網(wǎng)絡通信中涌現(xiàn)的前沿。
與數(shù)據(jù)通信(對數(shù)據(jù)分組丟失非常敏感，但是一般對延遲不敏感)形成對照，語音和視頻通信可以容忍某些丟失，但卻有嚴格的延遲要求。具體地說，若語音或視頻分組遲到，它就變得無用，和丟失一樣。因而，涉及這樣的有效數(shù)據(jù)分組丟失的傳輸?shù)馁|(zhì)量可能受到嚴重影響。諸如此類問題必須解決，以便在802.11上提供令人滿意的語音和視頻通信系統(tǒng)。
在用于數(shù)據(jù)傳遞的802.11聯(lián)網(wǎng)上已有相當多的工作，另外，在基于802.11b的低延遲通信上也有一些工作。這些工作中有些包括檢查UDP業(yè)務的鏈路層表現(xiàn)作為數(shù)據(jù)分組尺寸的函數(shù)以及藍牙或微波爐干擾信號對802.11帶寬和延遲性能的影響。另外，已經(jīng)提出不同的方法用于基于802.11的視頻傳輸。
在一個建議的方法中，前向糾錯(FEC)用來克服隨時間而改變的無線丟失(例如，通過為每100個數(shù)據(jù)分組加入50個奇偶校驗數(shù)據(jù)分組)導致100-50個數(shù)據(jù)分組的延遲(取決于丟失模式)。這個水平的數(shù)據(jù)分組延遲使這種方法不適合于低延遲應用。在另一種方法中，已經(jīng)針對多個描述視頻編碼和數(shù)據(jù)分組網(wǎng)絡上的路徑分集檢查了與路徑分集耦合的差錯可恢復的源編碼，低等待時間的基于IP的語音利用內(nèi)容傳遞網(wǎng)絡(CDN)的分布式基礎設施來達到CDN中多個發(fā)送機和每一個客戶機之間的路徑分集，而且把自組無線網(wǎng)絡上的路徑分集用于MD圖像通信。
圖1A、1B和2舉例說明傳統(tǒng)的切換傳輸方案的工作的一個方面。圖1A表示在數(shù)據(jù)傳輸周期t0-tx中利用傳統(tǒng)切換技術(諸如在圖1B中舉例說明的)傳送的一系列傳送數(shù)據(jù)分組d1-d17(其中d1是在時間t0發(fā)送的，而dx在時間tx發(fā)送)。傳統(tǒng)的切換技術試圖通過改變數(shù)據(jù)傳輸路徑中的路由改善數(shù)據(jù)傳輸。在已識別信道上的傳輸(諸如在圖1A和1B中信道AP1上的d1-d17)一直進行到識別出呈現(xiàn)更有利傳輸條件的信道(諸如在圖2中的信道AP2用于在周期tx+1-tn中傳輸分組d18-d34)為止。應該認識到，切換技術的特征在于在所使用的傳輸路徑的主路由上進行簡單的一維變化。這樣的技術的缺點是接入點之間的切換可以是冗長的，并且可能在對延遲敏感的應用、如VoIP中引起中斷。這樣的技術的另一個缺點是，在許多情況下，選擇切換路徑所采用的判定規(guī)則未產(chǎn)生預期的結(jié)果(例如，數(shù)據(jù)分組在由切換判定規(guī)則判斷為最優(yōu)的路徑上傳輸被證明不令人滿意)。
一些蜂窩系統(tǒng)利用兩個接入點，每一個都發(fā)送包含同一數(shù)據(jù)的波形，作為改善傳輸結(jié)果的手段。這些波形同時被發(fā)送和接收。這些波形在物理層上由客戶機或手機組合。蜂窩系統(tǒng)的物理層經(jīng)過安排，使得只支持這樣的波形的同時發(fā)送。應該認識到，一些無線網(wǎng)絡，諸如802.11，不是為方便這種類型的同時發(fā)送而設計的。在802.11環(huán)境中的這種傳輸可能由于災難性數(shù)據(jù)分組沖突而造成傳輸失敗。
傳統(tǒng)的無線傳輸方案，諸如上面討論的那些，呈現(xiàn)極為可變的延遲、嚴重的數(shù)據(jù)分組丟失和明顯的帶寬約束。當在諸如萬維網(wǎng)瀏覽、檢查電子郵件和執(zhí)行文件下載之類的數(shù)據(jù)傳遞應用中使用時，這些傳輸方案可以令人滿意地工作。但是，因為它們所呈現(xiàn)的延遲，這樣的傳輸方案在基于IP的語音(VoIP)或基于IP的視頻(視頻電話)應用中無法令人滿意地工作。

發(fā)明內(nèi)容
公開了采用多個接入點的多接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。一個方法包括識別為向接收機傳輸數(shù)據(jù)而要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點。利用至少一個多接入點傳輸方案使得能夠經(jīng)由多個接入點向接收機傳輸數(shù)據(jù)。


包含在本說明書中并形成其一部分的附圖舉例說明本發(fā)明的實施例，并與描述一起用來解釋本發(fā)明的原理圖1A舉例說明傳統(tǒng)切換方案的工作的一個方面。
圖1B舉例說明傳統(tǒng)切換方案的工作的一個方面。
圖2舉例說明傳統(tǒng)切換方案的工作的一個方面。
圖3表示按照本發(fā)明的一個實施例包含接入點的分布式基礎設施的無線網(wǎng)絡的各種組件。
圖4A表示按照本發(fā)明的一個實施例的平衡拆分流多接入點傳輸方案。
圖4B表示按照本發(fā)明的一個實施例的站點選擇多接入點傳輸方案。
圖4C表示按照本發(fā)明的一個實施例的站點選擇多接入點傳輸方案。
圖4D表示按照本發(fā)明的一個實施例的oracle多接入點傳輸方案。
圖5是一個功能框圖，表示作為按照本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)分組分配過程的一部分的功能塊。
圖6是按照本發(fā)明的一個實施例利用多個接入點進行多接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
圖7表示按照本發(fā)明的一個實施例的接入點AP1和AP2的性能。
圖8表示按照本發(fā)明的一個實施例的各種多接入點傳輸方案的以表格格式表示的結(jié)果。
圖9表示按照本發(fā)明的一個實施例的各種多接入點傳輸方案的以表格格式表示的結(jié)果。
圖10A表示按照本發(fā)明的一個實施例的各種多接入點傳輸方案的以圖解格式表示的結(jié)果。
圖10B表示按照本發(fā)明的一個實施例的各種多接入點傳輸方案的以圖解格式表示的結(jié)果。
在此描述中參照的附圖不應被理解為是按比例繪制的，除非專門指出。
具體實施例方式
現(xiàn)將詳細參照本發(fā)明不同的實施例，其中的示例在附圖中舉例說明。盡管本發(fā)明將結(jié)合這些實施例描述，但應明白，并非想要把本發(fā)明限于這些實施例。相反，本發(fā)明想要覆蓋可包括在如后附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代、修改和等效物。另外，在本發(fā)明的以下描述中，提出許多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的透徹理解。在其他情況中，眾所周知的方法、程序、組件和電路將不予以詳細描述，以免不必要地模糊本發(fā)明的各個方面。
按照本發(fā)明實施例的命名法和示例性數(shù)據(jù)傳輸基礎設施的概述在以下的討論中，將明確地描述本發(fā)明的實施例，其中識別位于接入點的分布式基礎設施中的多個接入點，并為向接收機傳輸數(shù)據(jù)而彼此組合協(xié)作使用。此后，利用多個多接入點傳輸方案中的至少一個使得能夠經(jīng)由所識別的多個接入點向接收機傳輸數(shù)據(jù)。
為了以下討論的目的，術語″彼此組合協(xié)作地″是想要指多個接入點作為多分叉數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它在數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分保持原樣。另外，術語″接入點的分布式基礎設施″是指駐留在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡中的各種地理位置上的接入點。在上述傳輸周期中，在多個接入點中的每個接入點發(fā)送數(shù)據(jù)的相應部分。
另外，為了以下討論的目的，術語″多接入點傳輸方案″是想要指這樣的數(shù)據(jù)傳輸方案，其特征在于在傳輸周期中在彼此組合協(xié)作使用的多個接入點當中的數(shù)據(jù)分配。在以下討論中，描述了幾個多接入點傳輸方案(見下面參照圖4A-4D進行的討論)。這里描述的多接入點傳輸方案中的每一個的特征在于獨特的傳輸模式。在圖4A-4D中舉例說明這些傳輸模式。應該認識到，多接入點傳輸方案中的每一個都配置成改善這里討論的數(shù)據(jù)傳輸性能的不同方面的裝置。如上所述，在傳輸周期中，包括多個接入點的接入點中每一個發(fā)送數(shù)據(jù)的相應部分。正如這里將要詳細描述的，多接入點傳輸方案可以是自適應或非自適應的。在自適應的情況下，利用反饋來影響數(shù)據(jù)分組在這些接入點當中的分配。在非自適應的情況下，數(shù)據(jù)分組的分配可以在沒有反饋的情況下完成。另外，為簡明清晰起見，本發(fā)明的實施例的以下許多示例和描述都具體地敘述數(shù)據(jù)分組的使用。但應明白，盡管在以下的詳細說明中敘述這樣的數(shù)據(jù)格式，但是本發(fā)明也非常適宜于與其它不同的數(shù)據(jù)格式和不同的數(shù)據(jù)類型配合使用，包括，但是不限于，流式數(shù)據(jù)和非流式數(shù)據(jù)。
圖3表示按照本發(fā)明的一個實施例的包括接入點的分布式基礎設施的無線網(wǎng)絡300的各種組件。圖3表示發(fā)送機301、基礎設施303、第一接入點(AP1)305、第二接入點(AP2)307、接收機309和干擾源311。
發(fā)送機301經(jīng)由多個接入點(例如，圖3的接入點305和接入點307)向接收機309以數(shù)據(jù)流的形式發(fā)送數(shù)據(jù)。應該指出，分開的和截然不同的傳輸路徑是通過多個接入點中的每一個定義的。從發(fā)送機301向接收機309發(fā)送的數(shù)據(jù)流的相應部分穿過各個接入點所控制的分開的傳輸途徑。多個接入點在數(shù)據(jù)流的相應部分從發(fā)送機向接收機309的傳輸中彼此組合協(xié)作地工作。按照一個實施例，由發(fā)送機301發(fā)送的數(shù)據(jù)可以包括但不限于由基于IP的語音或基于IP的視頻應用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
按照一個實施例，此多接入點傳輸方案的特征(例如，流式數(shù)據(jù)分組的傳輸方案和分配)是不斷地確定的。按照一個實施例，傳統(tǒng)的編碼或多描述編碼都可以使用。
再次參照圖3，利用第一接入點305和第二接入點307來向共同的接收機309發(fā)送數(shù)據(jù)。第一和第二接入點305和307分別選自位于接入點的分布式基礎設施中的接入點，諸如上面討論的。選定的第一和第二接入點305和307向接收機309遞送從發(fā)送機301所接收的數(shù)據(jù)分組。應該認識到，可以用來確定數(shù)據(jù)分組在這些接入點當中的分配的軟件、硬件或兩者的結(jié)合(或其組件)可以駐留在該網(wǎng)絡的終端節(jié)點(例如，發(fā)送機301或接收機309)上或在中間網(wǎng)絡節(jié)點(例如，接入點，交換機等)上。
接收機309接收發(fā)送機301經(jīng)由第一和第二接入點305和307向它發(fā)送的數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)一般由接收機309重新組合，使得它可以被用戶利用。應該認識到，接收機309可以提供可以在數(shù)據(jù)分組分配過程中使用的信息(下面討論)。正如以前指出的，可以用來確定數(shù)據(jù)分組在不同接入點當中的分配的軟件、硬件或兩者的結(jié)合(或其組件)可以駐留在接收機309以及其它網(wǎng)絡節(jié)點上。
接收機309實際上可以是任何類型的用戶裝置，諸如，但是不限于，臺式機或膝上型計算機系統(tǒng)或視頻使能的手持計算機系統(tǒng)(例如，便攜式數(shù)字助理)或小區(qū)電話。更一般地說，接收機309用來接收從發(fā)送機301發(fā)送的數(shù)據(jù)。
基礎設施303可以包括有線和無線部分。如圖3所示，有線部分可以用來從發(fā)送機301向接入點305和307傳送數(shù)據(jù)分組，而無線部分可以用來從接入點305和307向接收機309遞送數(shù)據(jù)分組。按照一個備選實施例，可以使用其它的有線/無線體系結(jié)構(gòu)。按照一個實施例，接入點305和307可以位于基礎設施303的一側(cè)或兩側(cè)。
干擾源311可能危害從發(fā)送機301發(fā)送至接收機309的數(shù)據(jù)的傳輸。干擾源可包括但不限于無線電信號、交叉業(yè)務和微波爐。按照示例性實施例，本發(fā)明提高例如從無線至有線空間的客戶通信的質(zhì)量，盡管存在干擾源311。就是說，本實施例利用包圍客戶機的接入點分布式基礎設施來向發(fā)送機301或接收機309提供更好地對抗干擾的分集?？梢允褂枚鄠€多接入點傳輸方案(在這里討論)來最充分地利用接入點的可用分布式基礎設施。
按照一個實施例，本發(fā)明一般可應用于無線網(wǎng)絡。另外，應該認識到，可以使用超局域網(wǎng)(Hyper LAN)或在企業(yè)環(huán)境下實現(xiàn)無線局域網(wǎng)的其它方案。
按照本發(fā)明實施例的拆分流多接入點傳輸方案圖4A用圖解方式舉例說明按照本發(fā)明一個實施例的拆分流多接入點傳輸方案。圖4A將參照示于圖3的示例性數(shù)據(jù)傳輸基礎設施和圖6的流程圖進行描述?，F(xiàn)參照圖6，在601，本實施例識別為向接收機309傳輸數(shù)據(jù)要彼此組合協(xié)作使用的位于接入點的分布式基礎設施中的多個接入點(例如，圖3的接入點305和接入點307)。
在圖4A中，在本實施例中，數(shù)據(jù)分組用參考字符d1-dx標示，在數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分保持多個接入點的協(xié)作使用。
應該認識到，盡管兩個接入點305和307示于圖4A，但是本實施例的拆分流多接入點傳輸方案非常適宜于在具有兩個以上接入點的接入點分布式基礎設施中使用。例如，在一個實施例中，在接入點的分布式基礎設施中可能會有幾百個接入點，而在另一個實施例中可能會有幾十個接入點。事實上，在本實施例中，分布式基礎設施可以包括任何數(shù)目的接入點。因而，參照圖4A描述的拆分流多接入點傳輸方案可以在位于具有任何數(shù)目的接入點的分布式基礎設施中的不同大小的接入點子集當中應用。
另外，盡管接入點305和307在圖4A中表示為定位在傳輸基礎設施303最接近接收機309的一端(或一側(cè))，但是接入點305和307可以定位于傳輸基礎設施303的任一端或兩端或者在末端和中間點。
再次參照圖6，在603，本實施例使數(shù)據(jù)能夠采用預定的多接入點傳輸方案從發(fā)送機301經(jīng)由所識別的多個接入點(例如，305和307)傳輸至接收機309。在本實施例中，數(shù)據(jù)以對應于所使用的傳輸方案的模式傳送，其中在數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分中數(shù)據(jù)傳輸局限于至少兩個接入點。
在圖4A的實施例中，多接入點傳輸方案是拆分流多接入點傳輸方案。按照一個實施例，在拆分流多接入點傳輸方案中，要從發(fā)送機301向接收機309發(fā)送的數(shù)據(jù)這樣分配，使得所識別的多個接入點的接入點通過以交替方式傳送所述數(shù)據(jù)的不同部分來組合起來協(xié)作地工作。按照一個實施例，數(shù)據(jù)流部分可以基本上均勻地在接入點305和307當中分配。
例如，組織成數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)在接入點305和307當中的分配可以通過把數(shù)據(jù)的奇數(shù)編號的數(shù)據(jù)分組通過一個接入點(例如接入點305)傳送，而數(shù)據(jù)的偶數(shù)編號的數(shù)據(jù)分組通過另一個接入點(例如接入點307)傳送，或相反來進行。按照其它實施例，可以使用進行數(shù)據(jù)分組的分配的其它方式，可能得出一系列很不均勻的數(shù)據(jù)分組分配。更一般地說，本實施例的拆分流多接入點傳輸方案非常適宜于所識別的多個接入點之間數(shù)據(jù)的各種分配。另外，本實施例的拆分流多接入點傳輸方案能夠采用所識別的多個接入點之間的任何分配比率。就是說，本拆分流多接入點傳輸方案能夠分配，例如，數(shù)據(jù)分組的70％要發(fā)送到所識別的接入點中的第一個和數(shù)據(jù)分組的剩余30％要發(fā)送到所識別的接入點的第二個。類似地，本拆分流多接入點傳輸方案能夠分配，例如，數(shù)據(jù)分組的90％要發(fā)送到所識別的接入點的第一個，而數(shù)據(jù)分組的其余10％要發(fā)送到所識別的接入點的第二個。更一般地說，本拆分流多接入點傳輸方案能夠分配數(shù)據(jù)分組的任何百分比要發(fā)送到所識別的接入點的第一個，而數(shù)據(jù)分組的剩余百分比要發(fā)送到所識別的接入點的第二個。另外，當彼此組合協(xié)作地使用兩個以上所識別的接入點以傳送數(shù)據(jù)時，本拆分流多接入點傳輸方案能夠分配數(shù)據(jù)分組的任何百分比至所識別的接入點的第一個，并把數(shù)據(jù)分組的剩余百分比均勻地或不均勻地分配到剩余的所識別的接入點。在多個接入點當中拆分業(yè)務的能力提供隨后可以用來確定哪些接入點接收更多業(yè)務的測量。
在本實施例中，數(shù)據(jù)是指可以是實況的或記錄的媒體或非媒體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)項可以包括，但不限于，基于視頻的數(shù)據(jù)、基于音頻的數(shù)據(jù)、基于圖像的數(shù)據(jù)、基于網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、基于文本的數(shù)據(jù)或它們的某些組合。例如，數(shù)據(jù)可以包括數(shù)字視盤(DVD)質(zhì)量的電影。盡管在圖4A中表示為數(shù)據(jù)流，但是傳輸可以包括流式或非流式數(shù)據(jù)分量或兩者。
盡管圖4A把最接近發(fā)送機301的傳輸基礎設施303部分表示為有線的(例如，100Mbps，以太網(wǎng))，而最接近接收機309的傳輸基礎設施303部分表示為無線的(802.11b，1111Mbps WLAN)，但是本實施例非常適宜于各種各樣的有線和/或無線的實現(xiàn)。另外，諸如因特網(wǎng)、通用串行總線(USB)、FireWire(IEEE 1394)、并行、小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)、紅外(IR)通信、藍牙無線通信、寬帶之類的有線/無線通信協(xié)議都可以使用。應該認識到，傳輸基礎設施303可以包括傳輸基礎設施(例如，在圖3中的303)兩端和中間點的有線和/或無線組件或這些組件的任何組合。
圖4A的拆分流多接入點傳輸方案的特征在于多接入點傳輸方案的非自適應使用，其中數(shù)據(jù)分組的分配不取決于反饋(例如，測量結(jié)果)。但是，測量結(jié)果可以用在拆分流多接入點傳輸方案方法中，例如，協(xié)助在步驟601初始識別要使用的位于接入點的分布式基礎設施中的接入點。應該認識到，拆分流多接入點傳輸方案與只使用單個傳輸路徑的傳統(tǒng)方法相比，提供顯著的性能增益。
拆分流多接入點傳輸方案的一個優(yōu)點是，若一個接入點暫時受到干擾，則正在傳送的數(shù)據(jù)經(jīng)由另一個接入點(與受干擾接入點組合協(xié)作地工作的接入點)可繼續(xù)輸送。另外，因為數(shù)據(jù)分組在空間上分隔得更開，采用拆分流多接入點傳輸方案減少了突發(fā)丟失的影響。
按照本發(fā)明實施例的站點選擇多接入點傳輸方案圖4B用圖解方式舉例說明按照本發(fā)明的一個實施例的站點選擇多接入點傳輸方案。這里將參照示于圖3的示例性數(shù)據(jù)傳輸基礎設施和圖6的流程圖描述圖4B?，F(xiàn)參照圖6，在601，本實施例識別為向接收機309傳輸數(shù)據(jù)而要彼此組合協(xié)作使用的位于接入點的分布式基礎設施中的多個接入點(例如，圖3的接入點305和接入點307)。
在圖4B中，數(shù)據(jù)分組用參考字符d1-dx標示，在本實施例中，對于數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分保持多個接入點的協(xié)作使用。注意，在我們的上下文中的站點選擇不要求所有業(yè)務都采用優(yōu)選的接入點傳送。
應該認識到，盡管在圖4B中表示兩個接入點(例如，接入點305和接入點307)，但是本實施例的站點選擇多接入點傳輸方案非常適用于具有兩個以上接入點的接入點的分布式基礎設施。例如，在一個實施例中，在接入點的分布式基礎設施中可能會有幾百個接入點，而在另一個實施例中可能會有幾十個接入點。事實上，在本實施例中，分布式基礎設施可以包括任何數(shù)目的接入點。因而，參照圖4B描述的站點選擇多接入點傳輸方案可以在位于具有任何數(shù)目的接入點的分布式基礎設施中的不同大小的接入點子集當中應用。
另外，盡管接入點305和307在圖4A中表示為定位在傳輸基礎設施303最接近接收機309的一端(或一側(cè))，但是接入點305和307可以定位在傳輸基礎設施303的任一端或兩端，或在末端和中間點。
再次參照圖6，在603，本實施例使數(shù)據(jù)能夠經(jīng)由所識別的多個接入點(例如，305和307)從發(fā)送機301傳輸至接收機309，是采用預定的多接入點傳輸方案實現(xiàn)的。在本實施例中，數(shù)據(jù)是以對應于所使用的傳輸方案的模式傳送的，其中在數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分中數(shù)據(jù)傳輸局限于至少兩個接入點。
在圖4A的實施例中，多接入點傳輸方案是站點選擇多接入點傳輸方案。按照一個實施例，在站點選擇多接入點傳輸方案中，要從發(fā)送機(例如，圖3中的301)向接收機(例如，圖3中的309)發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過分配，使得所識別的多個接入點的接入點通過促使大多數(shù)數(shù)據(jù)通過第一接入點傳輸，而其余數(shù)據(jù)通過第二接入點傳輸而組合起來協(xié)作地工作。在本實施例中，通過第二接入點傳送的其余數(shù)據(jù)用來收集涉及經(jīng)由第二接入點建立的傳輸路徑的信息。
按照示例性實施例，站點選擇多接入點傳輸方案的特征在于識別優(yōu)選接入點(差錯率最低的接入點)和非優(yōu)選接入點。在數(shù)據(jù)分組流中數(shù)據(jù)分組的大多數(shù)是在通過優(yōu)選接入點305的使用定義的路徑上傳送的。數(shù)據(jù)分組的其余部分用來探詢不那么優(yōu)選的接入點307，以便取得涉及它的性能的信息(以收集統(tǒng)計數(shù)據(jù))。按照本發(fā)明的示例性實施例，不像傳統(tǒng)的方案，數(shù)據(jù)分組繼續(xù)分配給通過優(yōu)選接入點305和非優(yōu)選接入點307兩者定義的路徑。
按照一個實施例，采用站點選擇多接入點傳輸方案，所發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的某些部分經(jīng)由優(yōu)選接入點傳送到接收機，而所發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的某些不同部分經(jīng)由非優(yōu)選接入點傳送到接收機。按照一個實施例，數(shù)據(jù)分組的95％可以經(jīng)由優(yōu)選接入點傳送，而5％可以經(jīng)由非優(yōu)選接入點傳送。按照本發(fā)明的其它實施例，也可以實現(xiàn)其它的數(shù)據(jù)分組分配比率。應該認識到，被分配的數(shù)據(jù)分組可以區(qū)分優(yōu)先級(就重要性、長度等而言)。
按照一個實施例，包含重要數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組可以經(jīng)由優(yōu)選接入點傳送到接收機，而包含不那么重要的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組(容差較大的數(shù)據(jù))可以經(jīng)由非優(yōu)選接入點(對于信息收集目的)傳送到接收機。按照一個實施例，重要的視頻分組可以通過優(yōu)選接入點傳送(例如，I和P幀)，而不那么重要的視頻幀可以用來探詢非優(yōu)選接入點(例如，B幀)。
應該認識到，就所收集的信息用于數(shù)據(jù)分組分配過程(見圖4C)而言，站點選擇多接入點傳輸方案是自適應的。按照一個實施例，拆分流和站點選擇多接入點傳輸方案可以結(jié)合。例如，拆分流可以經(jīng)由第一和第二路徑傳送，而探詢可以在第三路徑上完成。按照另一個實施例，可以利用傳輸方案的其它組合。
按照本發(fā)明實施例響應信道狀態(tài)變化的站點選擇多接入點傳輸方案圖4C舉例說明按照本發(fā)明的一個實施例的站點選擇多接入點傳輸方案對信道狀態(tài)變化的示例性響應。圖4B和圖4C之間的差異在于，在圖4C中，信道狀態(tài)的變化(例如，接收機已經(jīng)移動，交叉業(yè)務已經(jīng)移動或干擾已經(jīng)改變)已經(jīng)引起不同的優(yōu)選接入點的識別。例如，接入點305在圖4B中描繪的配置中是優(yōu)選接入點，而由于狀態(tài)的某些變化，接入點307在圖4C描繪的配置中變成優(yōu)選接入點。圖4C表示，從發(fā)送機301向接收機309發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的大多數(shù)是通過新優(yōu)選的接入點307傳送的。
圖4C表示，根據(jù)導致新優(yōu)選接入點的識別的反饋，使用本實施例的站點選擇多接入點傳輸方案的系統(tǒng)可以適應并相應地改變它的數(shù)據(jù)分組的分配。再次應該指出，按照示例性實施例，盡管接入點307是在圖4C中識別為優(yōu)選接入點，但是數(shù)據(jù)分組繼續(xù)分配給非優(yōu)選接入點305。
按照本發(fā)明實施例的最優(yōu)自適應多接入點傳輸方案圖4D表示按照本發(fā)明的一個實施例的最優(yōu)自適應多接入點傳輸方案(在這里稱作Oracle途徑)。利用這個方案，若從任一接入點收到數(shù)據(jù)分組，都宣稱數(shù)據(jù)分組已收到。應該認識到，最優(yōu)自適應多接入點傳輸方案的性能類似于重復編碼方案，其中同一數(shù)據(jù)分組同時從兩個接入點發(fā)送(但是以兩倍信道占用為代價)。最優(yōu)自適應多接入點傳輸方案強調(diào)通過數(shù)據(jù)分組自適應地在多個接入點上的分配可以達到的最大增益。在圖4D中，如圖4A-4C所示，數(shù)據(jù)分組用參考字符d1-dx標示。
按照一個實施例，在某些情況下，可以使用重復編碼(其中類似的信息通過兩個識別的路徑發(fā)送)。重復編碼可以提供改善的可靠性(例如，就數(shù)據(jù)分組差錯率等而言)。按照一個備選實施例，所發(fā)送的重復信息可能不涉及所發(fā)送的全部數(shù)據(jù)分組，而可能只涉及某些數(shù)據(jù)分組(例如，MPEG編碼數(shù)據(jù)的內(nèi)部編碼幀，等等)。應該認識到，在一個實施例中，無論使用什么形式的重復編碼，重復的數(shù)據(jù)分組在不同的時刻通過各自的接入點(例如，接入點305和接入點307)傳送，并在不同的時刻由指定的接收機接收。
按照本發(fā)明實施例的示例性數(shù)據(jù)分組分配系統(tǒng)圖5表示按照本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)分組分配系統(tǒng)500。系統(tǒng)500在從發(fā)送機至接收機的數(shù)據(jù)傳輸中促進要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點的識別。另外，數(shù)據(jù)分組分配系統(tǒng)500使數(shù)據(jù)能夠利用至少一個多接入點傳輸方案經(jīng)由所識別的多個接入點傳輸至接收機。本實施例的系統(tǒng)500包括接入點識別器501、多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503、測量子系統(tǒng)505和數(shù)據(jù)分組中繼組件507。
按照本發(fā)明的一個實施例，接入點識別器501為數(shù)據(jù)從發(fā)送機至接收機的傳輸識別要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點(例如，在圖3中的接入點305和接入點307)。識別多個接入點(例如，圖3的接入點305和接入點307)之后，把已經(jīng)識別的接入點的指示傳輸?shù)蕉嘟尤朦c數(shù)據(jù)傳輸使能器503。
多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503以可通信方式耦合到接入點識別器，并使得能夠利用至少一個多接入點傳輸方案經(jīng)由多個接入點(例如，在圖3中的305和307)向接收機傳輸數(shù)據(jù)。多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503確定(對于現(xiàn)存的狀態(tài))是否希望使用一個多接入點傳輸方案。若使用一個多接入點傳輸方案被確定是所希望的，則多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503選擇該傳輸方案用來把數(shù)據(jù)分組從發(fā)送機(例如，在圖3中的發(fā)送機301)傳輸?shù)浇邮諜C。
在本實施例中，多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503在它的數(shù)據(jù)分組分配決策中利用路徑菜單(正如所使用的傳輸方案定義的)。數(shù)據(jù)分組分配決策逐個分組地通知該網(wǎng)絡(例如，數(shù)據(jù)分組中繼組件507)。
在本實施例中，多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503所選定的多接入點傳輸方案是根據(jù)以下因素確定的，包括，但不限于(1)預定模式，(2)各種各樣來源的測量結(jié)果，和(3)要發(fā)送的數(shù)據(jù)的內(nèi)容(這里在涉及測量的部分更詳細討論)。應該認識到，指示鏈接、連接和數(shù)據(jù)流的質(zhì)量的測量結(jié)果可以認為是因素。涉及數(shù)據(jù)分組本身的內(nèi)容的所考慮因素包括數(shù)據(jù)分組類型(例如，I型幀、P型幀、等等)、數(shù)據(jù)分組長度(例如，長或短)和數(shù)據(jù)分組重要性。
被認為是數(shù)據(jù)分組分配決策過程的一部分的附加因素包括但不限于(1)從接入點發(fā)射的信號強度，(2)避免擁塞(例如，采用兩個信號較弱的接入點而不是單個較強的，以便避免擁塞的路徑)，(3)服務質(zhì)量(在發(fā)送被認為不那么重要的數(shù)據(jù)分組以前發(fā)送被認為重要的數(shù)據(jù)分組，例如，經(jīng)由優(yōu)選接入點發(fā)送I幀)。應該認識到，上面指出的因素允許識別對數(shù)據(jù)分組傳輸有利的接入點，盡管它這樣被識別可能是反直覺的。例如，在一個接入點上所接收的信號強度低的數(shù)據(jù)分組數(shù)目可大于在一個接入點所接收的信號強度高的數(shù)據(jù)分組的數(shù)目。
按照一個備選實施例，可以僅僅根據(jù)檢測的信號強度識別一組接入點。按照本實施例，則可利用所識別集合的子集來采用在其他實施例中描述的多接入點傳輸方案實施路徑分集。
在一個備選實施例中，產(chǎn)生數(shù)據(jù)分組的應用(未示出)可以配置成關于采用哪種多接入點傳輸方案作出決策。在這樣的實施例中，數(shù)據(jù)分組分配功能性可以連同應用(例如VoIP、視頻等)一起駐留。按照這樣的實施例，應用可以配置成使數(shù)據(jù)分組分配決策遠程通知給執(zhí)行所通知決策的中間節(jié)點(例如，數(shù)據(jù)分組中繼組件507)。
再次參照圖5，測量子系統(tǒng)505耦合到多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器501。測量子系統(tǒng)505向多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器501提供由多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器501用來確定使用哪種多接入點傳輸方案的測量結(jié)果。
應該認識到，用來確定要使用的多接入點傳輸方案的相同測量結(jié)果可以用來確定是否根本最好使用路徑分集。用來獲得測量結(jié)果的技術可包括但不限于探詢業(yè)務(采用探詢數(shù)據(jù)或?qū)嶋H內(nèi)容數(shù)據(jù))并檢測信標強度。這樣得到的測量結(jié)果提供有關通過位于接入點的分布式基礎設施中的各種接入點所定義的傳輸路徑的信息。應該認識到，盡管測量結(jié)果在拆分流多接入點傳輸方案中未用來確定數(shù)據(jù)分組在多個接入點之間的分配(因為所識別的接入點之間數(shù)據(jù)分組的分配一般是靜態(tài)的或按照拆分流多接入點傳輸方案是預定的)，測量結(jié)果可以用來識別可以使用的接入點的分布式基礎設施中的接入點。
數(shù)據(jù)分組中繼組件507將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)至發(fā)送機要發(fā)往的接收機。按照一個實施例，數(shù)據(jù)分組中繼組件507可以定位在多個接入點。按照另一個實施例，數(shù)據(jù)分組中繼組件507可以定位于中間節(jié)點，后者定位在遠離多個接入點的位置。在本實施例中，數(shù)據(jù)分組中繼組件507可以通過包括但不限于交換機、路由器和服務器及其他數(shù)據(jù)分組中繼組件的裝置實現(xiàn)。
在一個實施例中，接入點識別器501、多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503、測量子系統(tǒng)505和數(shù)據(jù)分組中繼組件507可以全都駐留在同一系統(tǒng)節(jié)點上。在另一個實施例中，接入點識別器501、多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503、測量子系統(tǒng)505和數(shù)據(jù)分組中繼組件507可以全都駐留在不同的系統(tǒng)節(jié)點上。
另外，本發(fā)明還非常適宜于其中接入點識別器501和多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503駐留在接收機上的方法。另外，本發(fā)明非常適宜于其中接入點識別器501和多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503駐留在發(fā)送機上的方法。按照又一個實施例，接入點識別器501和多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503可以駐留在不同的系統(tǒng)節(jié)點上。在按照本發(fā)明的另一個實施例中，接入點識別器501和多接入點數(shù)據(jù)傳輸使能器503可以駐留在多個接入點上(例如，在圖3中的接入點305和接入點307)。
按照本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)分組分配決策中使用的定量網(wǎng)絡測量按照示例性實施例，在節(jié)點間通信中在各種功能層上產(chǎn)生的測量結(jié)果用于數(shù)據(jù)分組分配決策過程中。按照一個實施例，可以產(chǎn)生這樣的測量結(jié)果的節(jié)點間通信的各層包括但不限于(1)鏈路、(2)網(wǎng)絡和(3)應用層。
鏈路層鏈路層處理控制，諸如流量控制和差錯檢查等活動。根據(jù)示例性實施例，按照鏈路層協(xié)議，客戶機可以通過要用于數(shù)據(jù)分組分配過程的網(wǎng)絡往回傳送控制信息或涉及所接收信號強度的概要。
另外，在一個實施例中，若客戶機控制數(shù)據(jù)分組分配，則它向接入點發(fā)送數(shù)據(jù)分組分配控制信息。若客戶機不控制數(shù)據(jù)分組分配，則客戶機發(fā)送可以在數(shù)據(jù)分組分配決策中使用的所接收信號強度的概要。除關于所接收信號強度的信息以外，在一個實施例中，客戶機還發(fā)送關于數(shù)據(jù)分組差錯率(丟失率)、突發(fā)特性(丟失的長度、模式和頻率)和延遲的信息。
另外，在按照本發(fā)明的另一個實施例中，每個數(shù)據(jù)分組包括用來檢查以確定延遲的相關聯(lián)時標。測量是由系統(tǒng)本身或由應用在物理層上進行的。在一個這樣的實施例中，客戶機檢查數(shù)據(jù)分組的時標，以便確定它的延遲程度。應該認識到，數(shù)據(jù)分組可以經(jīng)受不穩(wěn)定的延遲(延遲抖動)或相當大的延遲。
另外，在本發(fā)明的另一個實施例中，某些鏈路層信息是從接入點所發(fā)送的信標獲得的。這信息可能每秒發(fā)送10至100次?？梢詮倪@樣的傳輸獲得的信息不一定要通過探測引出。但是，應該指出，實際的業(yè)務可以以高密度探測，并在某些情況下可以提供更可靠的信息。
在本發(fā)明的又一個實施例中，一個接入點的傳輸可以通過另一個接入點監(jiān)測(例如″嗅″)。這樣做是要引出諸如數(shù)據(jù)分組延遲、發(fā)送的數(shù)據(jù)分組數(shù)目和所接收的信號強度等信息。例如，若第一接入點發(fā)送第二接入點感興趣的數(shù)據(jù)分組，則關于感興趣的數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)可以通過由第二接入點進行的這種監(jiān)測引出。這數(shù)據(jù)可用來向第二接入點提供在它自己操作中有用的估算值。另外，該信息可以在不必探測的情況下獲得。
按照無線網(wǎng)絡(例如802.11等)規(guī)范，預期接入點收到數(shù)據(jù)分組后立即向數(shù)據(jù)分組的發(fā)送機傳送收到數(shù)據(jù)分組的確認。這樣的確認的接收提供在前向方向上數(shù)據(jù)分組被發(fā)送的驗證。若未收到數(shù)據(jù)分組接收的確認，則表明數(shù)據(jù)分組已經(jīng)丟失或未發(fā)送。無論如何，它提供一個指示，說明負責發(fā)送確認的接入點可能有問題。
因而，盡管這里描述的大部分測量都是在客戶機測量的環(huán)境中討論的，關于數(shù)據(jù)分組的接收，發(fā)送機還處于要知道數(shù)據(jù)分組是否已經(jīng)成功輸送的位置。知道所發(fā)送的數(shù)據(jù)分組是否已經(jīng)成功輸送提供在接入點的隊列上現(xiàn)有擁塞水平的指示。
網(wǎng)絡層應該認識到，盡管基于重傳的延遲測量可以從鏈路層過程確定，但是網(wǎng)絡層時標可以提供更有意義的延遲測量值。這是因為可以從時標引出的合計延遲測量值在確定信道狀態(tài)時可能特別有用。
按照本發(fā)明的示例性實施例，可以用來確定延遲測量結(jié)果的技術可以包括但不限于通過接入點的數(shù)據(jù)分組流量的探測、探詢和監(jiān)測(每秒通過接入點的數(shù)據(jù)分組流量可以在本機讀出或利用裝置查詢遠程確定)。另外，可以進行簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)測量。
在一個實施例中，可以使用產(chǎn)生探詢數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡層測量設施來確定延遲。另外，按照示例性實施例，有利用這樣的設施的各種技術可用，并可以用來確定延遲。
另外，在按照本發(fā)明的另一個實施例中，涉及確定接入點隊列中存在的擁塞程度的網(wǎng)絡層測量結(jié)果用來確定延遲。擁塞是通過使用計數(shù)器讀數(shù)或通過傳統(tǒng)的業(yè)務探詢技術確定的。按照一個實施例，當從擁塞的隊列末端丟棄數(shù)據(jù)分組時出現(xiàn)的延遲與通過無線介質(zhì)傳輸出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分組丟失所引起的延遲加以區(qū)分。
按照一個實施例，計數(shù)器讀數(shù)提供隊列在一個時間周期中已經(jīng)有多深的指示。應該認識到，提供接入點的隊列已填滿的指示的測量結(jié)果是有用的，因為在這樣的接入點上數(shù)據(jù)分組更可能從隊列丟棄。
在本發(fā)明的另一個實施例中，網(wǎng)絡層測量值，諸如數(shù)據(jù)分組長度用于數(shù)據(jù)分組分配決策。應該認識到，短數(shù)據(jù)分組比長數(shù)據(jù)分組更可能在有噪聲信道中的傳輸中存活下來。但是，在擁塞的信道中，每個數(shù)據(jù)分組只有一個時隙可用，若使用短數(shù)據(jù)分組，則任何額外的空間都可能浪費。因而，通過擁塞信道的傳輸可以使用長數(shù)據(jù)分組，而通過有噪聲信道的傳輸可以使用短數(shù)據(jù)分組。
應用層應用層測量結(jié)果用來提供數(shù)據(jù)分組重要性的指示。另外，內(nèi)容可以明確地標記作為指示數(shù)據(jù)分組重要性的手段。應該認識到，若中間節(jié)點具有應用(例如VoIP、視頻等)的知識，則它對應用的數(shù)據(jù)分組重要性的認識(B幀理解為不如I幀重要等)可以方便數(shù)據(jù)分組按照重要性分配。
按照本發(fā)明的一個實施例，客戶機可以提供在應用層上可訪問的有用信息。應該認識到，可以由客戶機提供的信息是特別有用的，因為客戶機是性能的最終仲裁者?？蛻魴C對性能的估計可以根據(jù)它的內(nèi)容重構(gòu)體驗。在一個這樣的實施例中，客戶機的體驗的合計量度用于數(shù)據(jù)分組分配決策?？梢允沁@種估計的一部分的度量可以包括但不限于客戶機差錯、隱瞞和篡改。通過生成它的體驗的這種合計量度，客戶機本身可以提供在應用層可訪問的它的滿意度的指示(例如，報告)。
這里討論的測量只是為簡明清晰而提出的，并不構(gòu)成實踐本發(fā)明的實施例可以使用的測量的窮舉清單。應該認識到，除已經(jīng)指出的以外的測量的類型和來源都可以用來支持這里描述的過程。
本發(fā)明的實施例的優(yōu)點包括平均而言較低的數(shù)據(jù)分組丟失率、較短的突發(fā)長度和較好的應用水平性能。
按照本發(fā)明的一個實施例的示例性網(wǎng)絡特性按照一個實施例，(1)視頻壓縮可以根據(jù)H.264/MPEG-4 AVC(以前稱為H.26L)，它提供高的壓縮效率和對丟失良好的恢復力，(2)可以使用低等待時間盡力而為傳輸機構(gòu)，和(3)可以使用從多個接入點潛在路徑分集，其中同時使用多個路徑或其中多個路徑(站點選擇)作為信道特性的函數(shù)來回切換。
MPEG-4和H.263版本2視頻壓縮標準以及正在出現(xiàn)的ITUH.264/ISO MPEG-4部分10 AVC標準(以前稱為H.26L)是可以使用的壓縮標準。應該認識到，H.264是專門針對恢復數(shù)據(jù)分組丟失和支持低等待時間應用設計的。
另外，應該認識到，端到端等待時間可能受端到端(主機到主機)狀態(tài)和鏈路狀態(tài)影響。端到端狀態(tài)包括流量控制和潛在的重傳(它使后續(xù)數(shù)據(jù)分組延遲)。為了把端到端等待時間減到最小，視頻以大致恒定的比特率(CBR)壓縮和分組化，使得它對數(shù)據(jù)分組丟失有恢復力。對數(shù)據(jù)分組丟失的恢復力，結(jié)合大部分丟失出現(xiàn)在無線鏈路上(可以使用快速鏈路層重傳)的事實，免去端到端重傳的必要。按照一個實施例，壓縮視頻可以采用RTP/UDP/IP發(fā)送。
應該認識到，無線局域網(wǎng)(例如802.11b)運行在未經(jīng)許可的2.4GHzISM頻帶，而且往往受各種各樣的損害影響。無線鏈路的質(zhì)量一般可能隨著時間而改變，而且取決于局部環(huán)境中的無線電傳播、移動性、交叉業(yè)務和來自微波爐、藍牙發(fā)射機及其他來源的干擾。這些影響在無線鏈路上造成數(shù)據(jù)分組丟失。盡管低信號質(zhì)量可能使數(shù)據(jù)傳輸惡化，但是來自曝露的和隱藏的節(jié)點的爭用可能引起數(shù)據(jù)分組沖突。
應該認識到，當鏈路丟失出現(xiàn)時，無線網(wǎng)絡可以調(diào)用鏈路層重傳，以便恢復丟失的數(shù)據(jù)分組。每個重傳都可能招致2-22ms的延遲(延遲隨著隨機化補償因每個相繼失敗而增大而延長)。按照一個實施例，若修改現(xiàn)存的無線網(wǎng)絡驅(qū)動程序，則可以為每個數(shù)據(jù)分組設定最大重傳限制，以細粒度方式在等待時間和丟失之間折衷。
另一個等待時間來源是從某些無線網(wǎng)絡(例如，802.11)中所用的載波檢測機制引起的。發(fā)送數(shù)據(jù)分組以前，發(fā)射機檢測信道是否忙(不是來自即將到來的傳輸，就是非802.11干擾)。若信道忙，則發(fā)送機(例如，301)阻塞直到信道空閑為止，導致非確定性延遲。
按照本發(fā)明的一個實施例，上面指出的問題可以通過采用多個接入點(例如，305和307)克服，正如這里描述的。盡管客戶機(例如，309)在傳統(tǒng)上在任何時刻都與單個接入點(AP)通話，但是往往在基礎設施(例如，303)中有若干個附近的接入點。這些接入點中的每一個往往在策略上被放置在不同的位置，因此在距離、障礙、多徑、信號強度、爭用、可用帶寬、相鄰干擾和潛在隱藏節(jié)點方面提供與客戶機(例如，309)的不同關系。按照示例性實施例，圍繞客戶機的接入點的分布式基礎設施可以用來提供發(fā)送機(例如，301)或接收機(例如，309)分集，由此改善客戶機從無線至有線空間的通信。
按照本發(fā)明的一個實施例的試驗設置和結(jié)果為了評估把多個接入點用于具有低等待時間約束的視頻通信的性能，進行了若干試驗以便采集適當?shù)臄?shù)據(jù)分組軌跡。如圖3所示，使用單個來源向兩個11Mb/s 802.11b無線接入點(AP1)305和(AP2)307(見圖3)中的每一個通過100Mb/s有線以太網(wǎng)發(fā)送間隔均勻的大約1500字節(jié)數(shù)據(jù)分組的序列。數(shù)據(jù)分組間隔是1/30秒，以便仿真30幀/s的視頻幀速率。每個數(shù)據(jù)分組包含發(fā)出時標和序列號。無論何時數(shù)據(jù)分組到達，無線接入點立即通過同一信道利用802.11b特設模式把它轉(zhuǎn)發(fā)至同一移動接收機。接入點物理上與由敞開的小室占據(jù)的試驗室空間相隔約25米，并已經(jīng)在彼此的無線電范圍內(nèi)進行測試良好。接入點配置RTS/CTS、數(shù)據(jù)分組分片禁用和工廠缺省傳輸重試限制為16。為了把排隊延遲減到最小，傳輸隊列長度設定為6個數(shù)據(jù)分組。
通過比較低等待時間視頻通過單個與多個接入點的性能獲得本試驗結(jié)果。理想的是，該結(jié)果應該代表移動無線接收機，諸如個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計算機等所經(jīng)歷的平均性能。但是，該結(jié)果與位置很相關；只使接收機移動幾英寸，就會引起10-20dBm的信號強度變化和超過50％的數(shù)據(jù)分組丟失率變化。這個問題通過以下方法解決從在車上以步行速度推動的移動接收機收集15分鐘數(shù)據(jù)分組軌跡。該移動接收機任何時侯離至少一個AP保持在15米以內(nèi)(和離開其他的最多40米)。因而，數(shù)據(jù)分組軌跡代表流式傳輸性能在不同位置上在這些接入點的范圍內(nèi)的連續(xù)抽樣。
另一個難題是在該環(huán)境下不受控制的干擾。理想的是，在一次試驗中收集通過單個接入點的流式傳輸?shù)男阅芙y(tǒng)計數(shù)據(jù)，在另外的試驗中采用兩個接入點重復該試驗，然后比較兩個測量結(jié)果。但是，建筑的居住者的日?；顒赢a(chǎn)生的寄生干擾隨著每一次試驗而變化。因而，所收集的和圖7、8、9、10A和10B所示的數(shù)據(jù)使用同一15分鐘數(shù)據(jù)分組軌跡來產(chǎn)生五個二次抽樣軌跡，代表不同的傳輸方案。因為二次抽樣軌跡是從同一數(shù)據(jù)分組軌跡產(chǎn)生的，它們?nèi)冀?jīng)歷同一干擾模式，則允許進行公平比較。
五個二次抽樣軌跡產(chǎn)生如下(包含從兩個接入點來的恒定數(shù)據(jù)分組速率流的原始15分鐘數(shù)據(jù)分組軌跡)。首先，通過在15分鐘數(shù)據(jù)分組軌跡中選擇只從接入點(AP1)305流動的數(shù)據(jù)分組，產(chǎn)生二次抽樣軌跡AP1。因而，軌跡AP1代表從(AP1)305發(fā)送的每秒30個數(shù)據(jù)分組和每秒30個數(shù)據(jù)分組的交叉業(yè)務從(AP2)307發(fā)送的情況。類似地，軌跡AP2代表視頻是從(AP2)307流動而交叉業(yè)務從(AP1)305發(fā)送的情況。第三個二次抽樣軌跡，平衡的，代表兩個接入點流式傳輸每秒30個數(shù)據(jù)分組的視頻，每一個接入點同時發(fā)送剛好每秒15個數(shù)據(jù)分組的一半流的情況。這是″啞″路徑分集方法，因為它均等地使用(AP1)305和(AP2)307，與它們各自的鏈路狀態(tài)無關。該軌跡通過從我們原來的15分鐘數(shù)據(jù)分組軌跡中選擇來自兩個流中每一個的每隔一個數(shù)據(jù)分組來產(chǎn)生。
第四軌跡，站點選擇，代表自適應地選擇差錯率最低的接入點的站點選擇方法。詳細地說，優(yōu)選接入點(AP)提供數(shù)據(jù)分組的95％，而其他接入點(AP)提供剩余的5％(用于探詢)。選擇是每次都采用來自300個以前的數(shù)據(jù)分組的接收統(tǒng)計數(shù)據(jù)重新計算的。包括最后的軌跡Oracle來提供在任何站點選擇算法的性能上的約束。該軌跡是通過從任一接入點收到數(shù)據(jù)分組都宣稱收到數(shù)據(jù)分組而產(chǎn)生的。應該認識到，Oracle的性能等于重復編碼的性能，其中同一數(shù)據(jù)分組從兩個AP發(fā)送(但是以兩倍信道占用為代價)。
圖7表示接入點(AP1)305和(AP2)307的性能。頂部曲線表示所接收的數(shù)據(jù)分組信號強度(RSS)的演變。有幾次接入點(AP1)305的信號質(zhì)量比接入點(AP2)307好得多，反之亦然。下兩個曲線畫出軌跡AP1和AP2的突發(fā)長度≥2的平均數(shù)據(jù)分組丟失率(PLRi)和丟失事件數(shù)量(LiBurst)。每個統(tǒng)計數(shù)據(jù)都在150個數(shù)據(jù)分組(5秒)的間隔i上計算的。如圖2所示，RSS、PLRi和LiBurst之間非常相關。高PLRi值是反直覺的，因為最大重試限制是16，而流是以360kb/s的速率發(fā)送的，這遠低于802.11b中的大約6Mb/s的飽和速率。在該試驗中，數(shù)據(jù)分組在接入點的隊列中很少被丟棄；因而，幾乎所有丟失都是無線傳輸造成的。底部曲線表示該軌跡中每個數(shù)據(jù)分組的歸一化單向延遲(通過減去所有數(shù)據(jù)分組的最小延遲歸一化)。由于寄生干擾和大的傳輸重試限制，往往存在比150ms大得多的延遲，在許多低等待時間通信應用中這是無法接受的值。
平衡軌跡的結(jié)果，站點選擇和Oracle顯示于圖8(表1)，圖9(表2)，圖10A和圖10B。為了比較，包括單個接入點結(jié)果(軌跡AP1和軌跡AP2)。為了建立應用對延遲的敏感性的模型，引入延遲閾值Dthr。為了試驗的目的，若數(shù)據(jù)分組經(jīng)歷超過Dthr的單向延遲，則它被假定為丟失。
參照圖8(表1)和圖10A的曲線，它表明，(AP1)305和(AP2)307具有類似的性能。正如預期的，平衡后的數(shù)據(jù)分組丟失率(PLR)是軌跡AP1和軌跡AP2的大致平均值，但是突發(fā)事件的數(shù)目低得多。在站點選擇中，和平衡后的對比，實現(xiàn)PLR的明顯減小。盡管突發(fā)事件的數(shù)量落在平衡后的和軌跡AP1/軌跡AP2之間。Oracle軌跡表現(xiàn)最佳。它強調(diào)通過自適應地在接入點之間分配數(shù)據(jù)分組可以達到的最大增益。
接著，就重構(gòu)視頻質(zhì)量而言檢查應用層性能。視頻序列利用新出現(xiàn)的H.264/MPEG-4 AVC視頻壓縮標準的JM 2.0進行壓縮，并適當?shù)爻蓭瑸樽鳛镽TP/UDP/IP發(fā)送的數(shù)據(jù)分組。使用QCIF格式的四個標準視頻測試序列Foreman，Claire，Mother-Daughter和Salesman。每個有300幀，采取30幀/秒，并用常數(shù)量化等級編碼。在圖9的表2的列標題中給出每個序列的平均峰值信噪比(PSNR)和比特率。PSNR是信號保真度的量度，高PSNR與高保真度對應。每個序列的第一幀編碼為I-幀，而所有后續(xù)幀編碼為P-幀。為了改善差錯恢復力，每4幀一個時間片在內(nèi)部更新，與每N＝4×9＝36幀內(nèi)部更新對應。數(shù)據(jù)分組成幀和內(nèi)部更新兩者在JM 2.0中都是推薦的。每個P-幀裝入1500字節(jié)凈荷內(nèi)，即在單個發(fā)送數(shù)據(jù)分組內(nèi)，而第一I-幀要求若干數(shù)據(jù)分組。每個視頻序列的傳輸都通過假定五條軌跡的數(shù)據(jù)分組丟失模式來模擬軌跡AP1，軌跡AP2，平衡，站點選擇和Oracle。每10秒視頻序列復制90次以跨越15分鐘的數(shù)據(jù)分組軌跡。這還對應于每10秒一個I-幀。
在圖9的表2和圖10B的曲線中給出不同視頻序列的測量失真，傳輸方案和延遲閾值。顯示了整個15分鐘測試上的平均PSNR。另外，圖9的表2給出在10秒窗口(1-幀之間的周期)上平均PSNR降到低于30.0dB(28.0dB，對于Foreman)的次數(shù)。這后一個度量提供在該軌跡中令人討厭的事件的頻率的指示。
比較表1(圖8)和表2(圖9)，平均PSNR改進的主要原因是PLR減小。站點選擇軌跡相對于傳統(tǒng)的只用單個接入點(不是AP1就是AP2)的方法，平均PSNR改善了1.6-3.0dB。另外，平衡軌跡指示減少突發(fā)丟失事件的發(fā)生次數(shù)，甚至在同一PLR，具有次要的但仍明顯的有利作用，范圍從0.1至1.7dB(這說明在重構(gòu)視頻中突發(fā)丟失比相等數(shù)目的孤立丟失產(chǎn)生較大的總失真)。
根據(jù)表1(圖8)和表2(圖9)的結(jié)果，在同一Dthr，站點選擇軌跡提供PLR減少2-4.5％，而與使用單個AP的傳統(tǒng)情況對比，PSNR的改進為1.6-3.0dB?；蛘?，如圖10A和10B中箭頭所示，對于相同的PLR和PSNRAVE，7，站點選擇允許要求的延遲閾值減少約三分之一，例如，從100ms至60ms，以此改善交互性。
按照示例性實施例，與只使用單個接入點的傳統(tǒng)情況對比，從多個接入點的路徑分集的使用可以提供很大的好處。這表示在上面針對為每個數(shù)據(jù)分組交替接入點的非自適應方案和使用過去差錯統(tǒng)計數(shù)據(jù)來選擇接入點的自適應方案的討論中。自適應方案對于同一延遲閾值提供PLR和PSNRAve的重大改善或者所要求的延遲閾值的相當大的減少以達到相同的PLR和PSNRAve。按照示例性實施例，利用基于眾所周知的Oracle的分集方案已經(jīng)建立性能上限。
總之，本發(fā)明的實施例公開了采用多個接入點的多接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。方法包括識別為向接收機傳輸數(shù)據(jù)要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點。經(jīng)由多個接入點向接收機傳輸數(shù)據(jù)是利用至少一個多接入點傳輸方案實現(xiàn)的。
為舉例說明和描述已經(jīng)提出了上面對本發(fā)明具體實施例的描述。它們不是要窮舉本發(fā)明或?qū)⑵湎抻谒_的精確形式，按照上述傳授，許多修改和變動都是可能的。選擇和描述這些實施例是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，從而使本領域的技術人員能夠最佳地利用本發(fā)明，并通過不同的修改使不同的實施例適宜于所打算的具體用途。本發(fā)明的范圍要由所附權(quán)利要求及其等效物定義。
權(quán)利要求
1.一種用于在包括接入點的分布式基礎設施的無線系統(tǒng)中遞送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括(601)識別為向接收機傳輸所述數(shù)據(jù)而要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點，其中，在數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分維持所述多個接入點的所述協(xié)作使用；以及(603)使所述數(shù)據(jù)能夠經(jīng)由所述多個接入點向所述接收機傳輸，其中，所述數(shù)據(jù)是以在所述數(shù)據(jù)傳輸周期的至少某些部分使用至少兩個接入點的模式傳輸?shù)摹?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式選自一組預定傳輸模式。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式是拆分平衡傳輸模式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式是站點選擇傳輸模式。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式是拆分平衡傳輸模式和站點選擇傳輸模式的組合。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個接入點中的相應接入點通過以交替方式傳輸所述數(shù)據(jù)的不同部分而組合起來協(xié)作地工作。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個接入點中的相應接入點通過促進所述數(shù)據(jù)的大多數(shù)通過第一接入點傳輸和所述數(shù)據(jù)的其余部分通過第二接入點傳輸而組合起來協(xié)作地工作。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)的所述其余部分用來收集涉及所述第二接入點的信息。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述模式是根據(jù)來自由各種預定模式、不同來源的測量結(jié)果和要傳輸?shù)乃鰯?shù)據(jù)的內(nèi)容組成的組的信息選擇的。
全文摘要
公開了采用多個接入點的多接入點數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê拖到y(tǒng)。方法包括識別(601)為向接收機傳輸數(shù)據(jù)而要彼此組合協(xié)作使用的多個接入點。利用至少一個多接入點傳輸方案使得能夠(603)經(jīng)由多個接入點向接收機傳輸數(shù)據(jù)。
文檔編號H04W84/12GK1938995SQ200580009874
公開日2007年3月28日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者A·苗, J·G·阿波斯托羅普洛斯, W·－T·譚, M·特洛特 申請人:惠普開發(fā)有限公司