2291587 - Способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту ieee 802.11b

Способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту ieee 802.11b

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу передачи данных в беспроводной локальной сети, и может быть использовано, например, в беспроводных локальных сетях передачи данных по стандарту IEEE 802.11b. Технический результат состоит в повышении пропускной способности беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b. Для этого перед передачей каждого блока данных выбирают такой механизм передачи данных и соответствующие ему оптимальный размер фрагмента и оптимальную скорость передачи, которые максимизируют пропускную способность сети с учетом отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и с учетом текущей загрузки сети. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Реферат

Стандарт IEEE 802.11b является широко распространенным стандартом, описывающим беспроводную локальную сеть передачи данных (см. IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications, ANSI/IEEE Standard 802.11, 1999 [1]; IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications: higher-speed physical layer extension in the 2.4 GHz band, IEEE Standard 802.11b, 1999 [2]). Рассмотрим некоторые основные особенности стандарта, которые необходимы для лучшего понимания заявляемого изобретения.

Физический уровень стандарта IEEE 802.11b предусматривает четыре скорости передачи: 1, 2, 5.5, и 11 Мб/с. Характеристики помехоустойчивости физического уровня стандарта IEEE 802.11b полностью определяются зависимостями вероятности битовой ошибки от отношения сигнал-шум (ОСШ).

Поступающие на уровень MAC (MAC - medium access control - уровень управления доступом к среде передачи) блоки данных перед передачей разбиваются на один или несколько фрагментов. Фрагмент блока данных не может быть больше 18432 бит. Для передачи каждого фрагмента блока данных формируется отдельный пакет данных. Пакет данных (Фиг.1) состоит из заголовка MAC, фрагмента блока данных, и контрольной суммы, и передается на одной из четырех скоростей передачи. Перед каждым пакетом данных на скорости передачи 1 Мбит/с передаются преамбула и заголовок физического уровня, общей длительностью 192 мкс.

Работа беспроводных локальных сетей по стандарту IEEE 802.11b основана на конкурентном доступе к среде передачи. Станция, у которой есть блок данных для передачи, должна определить текущее состояние среды передачи. Если станция обнаруживает, что среда передачи свободна в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами, то она начинает передачу данных. Если станция обнаруживает, что среда передачи занята, то она должна отложить передачу до тех пор, пока среда передачи не будет обнаружена свободной в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами. Таким образом, станция избегает коллизии при занятой среде передачи.

Передача пакета данных начинается с интервала конкурентного доступа (Фиг.2). Начало интервала конкурентного доступа совпадает для всех станций, имеющих блок данных для передачи. Каждая из них случайным образом выбирает длительность своего интервала конкурентного доступа как значение равномерно распределенной в заданных пределах случайной величины. Доступ к среде передачи получает станция, выбравшая интервал наименьшей длительности. Она начинает передачу своих пакетов данных, предварительно выждав свой интервал конкурентного доступа.

В стандарте IEEE 802.11b интервал конкурентного доступа измеряется в слотах. Будем называть интервал наименьшей длительности (Фиг.2) количеством свободных слотов между двумя последовательными передачами в системе.

Если интервал наименьшей длительности совпал у двух или более станций, то они начинают передачу своих пакетов данных одновременно. В этом случае происходит коллизия, т.е. наложение их пакетов данных во времени. При коллизии, скорее всего, ни один из пакетов данных не будет принят.

Для передачи любого пакета данных в стандарте IEEE 802.11b предусмотрено два механизма, т.е. варианта, передачи данных: основной механизм передачи данных и механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу.

При использовании основного механизма передачи данных используется следующая последовательность передачи данных (Фиг.3). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу пакета данных непосредственно по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции пакет данных принят успешно.

При использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу используется следующая последовательность передачи данных (Фиг.4). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу запроса на передачу по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема запроса на передачу принимающая станция передает разрешение на передачу через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема разрешения на передачу передающая станция передает пакет данных через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции пакет данных принят успешно.

Вероятность успешного приема пакета данных зависит от вероятности коллизии в системе, определяемой текущим количеством активных станций в системе (Giuseppe Bianchi, "IEEE 802.11 - saturation throughput analysis," IEEE Commun. Lett., vol.2, no.12, pp.318-320, December 1998 [3]; Giuseppe Bianchi, "Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function," IEEE J. Select. Areas Commun., vol.18, no.3, pp.535-547, March 2000 [4]; Giuseppe Bianchi and Ilenia Tinnirello, "Kalman filter estimation of the number of competing terminals in an IEEE 802.11 network," Proc. IEEE Conf. Comput. Commun. (INFOCOM 2003), vol.22, no.1, pp.844-852, March 2003 [5]), и от вероятности битовой ошибки в пакете данных, определяемой отношением сигнал-шум (ОСШ) в сигнале передающей станции на принимающей станции (Daji Qiao and Sunghyun Choi, "Goodput enhancement of IEEE 802.11 a Wireless LAN via link adaptation," Proc. IEEE Int. Conf. Comm. (ICC 2001), vol.7, pp.1995-2000, June 2001 [6]; Daji Qiao, Sunghyun Choi, and Kang G. Shin, "Goodput analysis and link adaptation for IEEE 802.11 a Wireless LANs," IEEE Trans. Mobile Comput., vol.1, no.4, pp.278-292, Oct.-Dec. 2002 [7]; Javier del Prado Pavon and Sunghyun Choi, "Link adaptation strategy for IEEE 802.11 WLAN via received signal strength measurement," Proc. IEEE Int. Conf. Commun. (ICC 2003), no.1, pp.1108-1113, May 2003 [8]).

Вероятность успешного приема пакета данных определяет пропускную способность системы IEEE 802.11b. Другим фактором, определяющим пропускную способность, являются накладные расходы (overhead), сопровождающие передачу пакета данных.

Накладные расходы включают:

- Все временные интервалы, в которые среда передачи не занята:

- Базовый интервал между пакетами

- Интервал конкурентного доступа, т.е. количество свободных 25 слотов между двумя последовательными передачами в системе

- Короткий интервал между пакетами

- Все служебные сообщения:

- Запрос на передачу

- Разрешение на передачу

- Подтверждение

- Всю служебную информацию:

- Заголовок MAC

- Контрольная сумма

- Преамбула

- Заголовок физического уровня.

При этом чем больше размер фрагмента, тем меньше влияние накладных расходов, но и тем больше вероятность ошибки в пакете данных. Для максимизации пропускной способности в системе IEEE 802.11b каждая станция перед передачей каждого блока данных может адаптивно выбирать размер фрагмента, скорость передачи и механизм передачи.

В публикации A. Kamerman and L. Monteban, "WaveLAN-II: a high-performance wireless LAN for the unlicensed band," Bell Labs Technical J., pp.118-133, summer 1997 [9] и в [7] описан следующий способ передачи данных в системе IEEE 802.11b.

При передаче блока данных используют размер фрагмента, равный размеру блока данных.

При передаче первого блока данных используют любую скорость 20 передачи.

Передают блок данных.

Если блок данных принят правильно, то передают следующий блок данных.

Если блок данных принят неверно, то передают его повторно.

Если две последовательные попытки передачи блока данных были неудачными, то в качестве следующей скорости передачи выбирают следующую более помехоустойчивую скорость передачи.

Если десять последовательных попыток передачи были успешными, то в качестве следующей скорости передачи выбирают следующую менее помехоустойчивую скорость передачи.

Очевидным преимуществом этого способа передачи данных в системе IEEE 802.11b является простота его реализации.

Недостатком этого способа передачи является то, что пропускная способность системы, достигаемая при его использовании, существенно ниже максимально достижимой, что показано в [7].

Наиболее близким по технической сущности решением к заявляемому способу является решение, описанное в [6] и [7].

Согласно описанию прототипа, способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, включающей, как минимум, одну передающую станцию и одну принимающую станцию, заключается в следующем.

Формируют на передающей станции базу данных зависимости пропускной способности сети от отношения сигнал-шум, скорости передачи и размера фрагмента блока данных.

Перед передачей блока данных оценивают на передающей станции текущее значение отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции и используют эту оценку в качестве оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции.

Для полученной оценки отношения сигнал-шум выбирают такие значение размера фрагмента и скорости передачи, которые соответствуют максимальному значению пропускной способности сети в базе данных.

Для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный размер фрагмента.

При передаче фрагментов блока данных используют выбранную скорость передачи до получения новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.

При этом после получения новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции выбирают такую новую скорость передачи, которая соответствует максимальному значению пропускной способности сети в базе данных для выбранного размера фрагмента.

Известный способ обладает следующими существенными недостатками.

В способе-прототипе используют оценку отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции в качестве оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. Это допустимо только в том случае, если передающая и принимающая станции одинаковые, т.е. с одинаковыми значениями фактора шума, и осуществляют передачу на одинаковой мощности.

Способ-прототип не учитывает текущую загрузку сети, т.е. количество активных станций. Вместе с тем, пропускная способность сети и, соответственно, оптимальные значения размера фрагмента и скорости передачи существенно зависят от текущей загрузки сети. Так как способ-прототип не учитывает этот эффект, то он существенно проигрывает заявляемому способу по пропускной способности сети.

Также, способ-прототип не предусматривает адаптивный выбор режима передачи данных. Вместе с тем, при увеличении загрузки сети увеличивается вероятность коллизии станции. В этих условиях механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу существенно превосходит по пропускной способности сети основной механизм передачи данных. Так как способ-прототип не учитывает этот эффект, то он существенно проигрывает заявляемому способу по пропускной способности сети.

Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, - это повышение пропускной способности беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.

Технический результат достигается за счет применения заявляемого способа передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, включающей как минимум одну передающую станцию и одну принимающую станцию, при котором на передающей станции априори известны значения ее мощности передачи и фактора шума, который заключается в следующем:

принимают на передающей станции сигнал принимающей станции или любой другой станции сети, содержащий значения мощности передачи и фактора шума принимающей станции, если они не известны априори на передающей станции, а если известны - используют их;

периодически оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции;

оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя оценку отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, априори известные значения мощности передачи и фактора шума передающей станции, и априори известные или принятые значения мощности передачи и фактора шума принимающей станции;

периодически оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети;

оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети;

используя оценку количества активных станций в сети, оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии;

перед передачей блока данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии;

определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии;

выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу;

выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных;

для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента;

при передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.

При этом отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z оценивают по формуле , где z₀ - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, P₁ - мощность передачи передающей станции, Р₀ - мощность передачи принимающей станции, F₁ - фактор шума передающей станции, F₀ - фактор шума принимающей станции.

Для получения на передающей станции оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети осуществляют К, где К больше либо равно 1, последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, усредняют К последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, получая первую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, каждую последующую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети получают, усредняя каждое новое измерение с (К-1) предыдущими измерениями.

Если на передающей станции известно количество станций N₀, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с₁=const - постоянная величина, равная 1.55, с₂=const - постоянная величина, равная 0.9, и с₃=const - постоянная величина, равная 6.949.

Если на передающей станции неизвестно количество станций, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, c₁=const - постоянная величина, равная 1.55, с₂=const - постоянная величина, равная 0.9, и с₃=const - постоянная величина, равная 6.949.

Вероятность коллизии станции Р оценивают по формуле где N - оценка количества активных станций в сети, С₄=const - постоянная величина, равная 0.114, и с₅=const - постоянная величина, равная 1.11.

Среднее количество станций в коллизии J оценивают по формуле где N - оценка количества активных станций в сети, с₆=const - постоянная величина, равная 0.0263, и с₇=const - постоянная величина, равная 1.744.

Для основного механизма передачи данных под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании основного механизма передачи данных.

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.

Для основного механизма передачи данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины по формуле , где b_V=τ_V/t_V, τ_V=c₈·s+c₉+c₁₀·t_V, c₈=const - постоянная величина, равная 20, c₉=const - постоянная величина, равная 444, и с₁₀=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, t_V=1/V, α_z,V=0.5·exp(-β_V·ехр(γ_V·z)), константы β_V и γ_V разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β₁=const=11 и γ₁=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β₂=cobst=4.44 и γ₂=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β_5.5=const=3.13 и γ_5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β₁₁=const=1.29 и γ₁₁=cobst=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины по формуле где x_max - размер блока данных, , round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil{} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети формуле , где , Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения оптимальной скорости передачи V^(Basic-opt) по формуле ; определения оптимального размера фрагмента равным размеру фрагмента при V=V^(Basic-opt), определения значения пропускной способности сети W^(Basic-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента и оптимальной скорости передачи V^(Basic-opt), равным значению пропускной способности сети при и V=V^(Basic-opt).

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины по формуле

где

c₁₁=const - постоянная величина, равная 20, c₁₂=const - постоянная величина, равная 444, с₁₃=const - постоянная величина, равная 272, с₁₄=const - постоянная величина, равная 404, и c₁₅=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, t_V=1/V, α_z,V=0.5·exp(-β_V·exp(γ_V·z)), константы β_V и γ_V разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β₁=const=11 и γ₁=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β₂=const=4.44 и γ₂=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β_5.5=const=3.13 и γ_5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β₁₁=const=1.29 и γ₁₁=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины по формуле где х_max - размер блока данных, round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil{} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети по формуле

где определения оптимальной скорости передачи V^{(RTS-CTS-opt)} по формуле определения оптимального размера фрагмента равным размеру фрагмента при V=V^{(RTS-CTS-opt)}; определения значения пропускной способности сети W^{(RTS-CTS-opt)}, соответствующего оптимальному размеру фрагмента и оптимальной скорости передачи V^{(RTS-CTS-opt)}, равным значению пропускной способности сети при и V=V^{(RTS-CTS-opt)}.

Новую оптимальную скорость передачи для основного механизма передачи данных определяют по формуле где размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для основного механизма передачи данных t_V=1/V, α_z,V=0.5·exp(-β_V·ехр(γ_V·z)), константы β_V и γ_V разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β₁=const=11 и γ₁=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β₂=const=4.44 и γ₂=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β_5.5=const=3.13 и γ_5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β₁₁=const=1.29 и γ₁₁=const=0.231, τ_v=c₈·s+c₉+c₁₀·t_V, c₈=const - постоянная величина, равная 20, с₉=const - постоянная величина, равная 444, и c₁₀=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.

Новую оптимальную скорость передачи для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют по формуле где

размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу t_V=1/V, α_z,V=0.5·ехр(-β_V·ехр(γ_V·z)), константы β_V и γ_V разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β₁=const=11 и γ₁=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β₂=const=4.44 и γ₂=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β_5.5=const=3.13 и γ_5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β₁₁=const=1.29 и γ₁₁=const=0.231, c₁₁=const - постоянная величина, равная 20, c₁₂=const - постоянная величина, равная 444, с₁₃=const - постоянная величина, равная 272, с₁₄=const - постоянная величина, равная 404, и с₁₅=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.

Предмет изобретения заявляемого способа заключается в следующем.

Принимают на передающей станции сигнал принимающей станции или любой другой станции сети, содержащий значения мощности передачи и фактора шума принимающей станции, если они не известны априори на передающей станции, а если известны - используют их.

Периодически оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции.

Оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя оценку отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, априори известные значения мощности передачи и фактора шума передающей станции, и априори известные или принятые значения мощности передачи и фактора шума принимающей станции.

При этом отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z оценивают по формуле где z₀ - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, P₁ - мощность передачи передающей станции, Р₀ - мощность передачи принимающей станции, F₁ - фактор шума передающей станции, F₀ - фактор шума принимающей станции.

Данная последовательность действий заявляемого способа приводит к тому же результату - получению оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции - что и способ-прототип. Отличие заключается в следующем. В способе-прототипе в качестве оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции используют оценку отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции. Это допустимо только в той ситуации, когда передающая и принимающие станции одинаковые, т.е. имеют одинаковый фактор шума, и передают с одинаковой мощностью. В заявляемом способе это допущение не делается. Способ-прототип является частным случаем заявляемого способа при P₀=P₁ и F₀=F₁.

Периодически оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.

Оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.

Используя оценку количества активных станций в сети, оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии.

Эта последовательность действий в способе-прототипе отсутствует. Вместе с тем, она необходима для получения характеристик текущей загрузки беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, которые затем будут использованы для выбора режима передачи данных, размера фрагмента и скорости передачи, которые максимизируют пропускную способность сети с учетом отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и с учетом текущей загрузки сети.

Перед передачей блока данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.

Определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.

Выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.

Выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных.

Эта последовательность действий в способе-прототипе отсутствует. Вместо этого в способе-прототипе выбирают размер фрагмента и скорость передачи, которые максимизируют пропускную способность сети, полученную с учетом только отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. Так как текущая загрузка сети оказывает существенное влияние на пропускную способность сети, то получаемые в способе-прототипе значения размера фрагмента и скорости передачи не максимизируют реальную пропускную способность сети.

В заявляемом способе выбирают совокупность оптимального размера фрагмента и оптимальной скорости передачи, а также соответствующее им значение пропускной способности сети, отдельно для основного механизма передачи данных и для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу. Затем дополнительно выбирают механизм передачи данных, соответствующий максимальной пропускной способности сети, а также соответствующие ему значения оптимального размера фрагмента и оптимальной скорости передачи.

Для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента.

В способе-прототипе также для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный размер фрагмента, так как это требование стандарта IEEE 802.11b. Вместе с тем, отличие этой операции заявляемого способа от способа-прототипа заключается в том, что дополнительно используют для передачи всех фрагментов блока данных выбранный механизм передачи данных.

При передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.

Отличие этой операции заявляемого способа от способа-прототипа заключается в следующем. Способ-прототип не учитывает текущую загрузку сети. Поэтому он предусматривает выбор новой скорости передачи только при получении новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. Заявляемый способ дополнительно предусматривает выбор новой оптимальной скорости передачи при получении новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети (эта характеристика определяет текущую загрузку сети).

Также при выборе новой скорости передачи способ-прототип учитывает только отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции. Заявляемый способ при выборе новой скорости передачи дополнительно учитывает текущую загрузку сети.

Таким образом, заявляемая последовательность признаков способа передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b в отличие от известных технических решений, позволяет получить новый технический эффект, а именно максимизировать пропускную способность беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.

Описание изобретения поясняется примерами выполнения и чертежами.

Фиг.1 иллюстрирует пакет данных.

На Фиг.2 показан пример передачи пакета данных.

Фиг.3 иллюстрирует основной механизм передачи данных.

Фиг.4 иллюстрирует механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу.

На Фиг.5 выполнена структурная схема устройства, на котором реализуют заявляемый способ.

Рассмотрим работу заявляемого способа передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.

Рассмотрим некоторые основные особенности стандарта, которые необходимы для лучшего понимания заявляемого изобретения.

Поступающие на уровень MAC (MAC - medium access control - уровень управления доступом к среде передачи) блоки данных перед передачей разбиваются на один или несколько фрагментов. Фрагмент блока данных не может быть больше 18432 бит. Для передачи каждого фрагмента блока данных формируется отдельный пакет данных. Пакет данных (Фиг.1) состоит из заголовка MAC, фрагмента блока данных и контрольной суммы и передается на одной из четырех скоростей передачи. Перед каждым пакетом данных на скорости передачи 1 Мбит/с передаются преамбула и заголовок физического уровня общей длительностью 192 мкс.

Если интервал наименьшей длительности совпал у двух или более ста

Способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту ieee 802.11b

Патент 2291587