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1、(10)申请公布号 CN 102239474 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102239474 A *CN102239474A* (21)申请号 200980138232.0 (22)申请日 2009.07.30 12/220,984 2008.07.30 US G06F 11/00(2006.01) (71)申请人 安移通网络 ( 开曼群岛 ) 公司 地址 开曼群岛大开曼岛 (72)发明人 H罗 J范 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 南毅宁 周建秋 (54) 发明名称 用于最小化无线网络中的包传输丢失的方法 和装置 (57) 摘。
2、要 一种无线通信设备， 例如无线路由器或接入 点， 其根据若干标准或私有无线协议中的任一个 来传输和接收信号， 并根据其在其上收发信号的 链路或信道的状况来自动适配其传输速率。包延 迟值用于计算给定特定应用时可接受的包重发的 最大数量。包重发值用于计算最大的可接受包丢 失值， 之后将该值与实际的包丢失相比较以确定 是否改变包传输速率。如果确定实际的包丢失小 于最大的可接受值， 则可将包传输速率改变成更 高速率， 以及如果确定实际的包丢失大于最大的 可接受值， 则可将包传输速率改变成更低速率。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.03.28 (86)PCT申请的申请数。
3、据 PCT/US2009/052179 2009.07.30 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/014768 EN 2010.02.04 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 2 页 CN 102239481 A1/2 页 2 1. 一种用于控制无线通信设备中的包传输速率的方法， 该方法包括 ： 为多个包传输速率中的每个速率计算包重发限制值和包传输丢失率限制值 ； 从所述多个包传输速率中选择当前包传输速率， 并将所述无线通信设备设置成以该初 始速率进行传送 ； 将初始的包重发限制设置成与所选的初始。
4、包传输速率相关联的所计算的重发限制 ； 检测指定时段内的包传输失败和成功， 并将失败次数存储为失败值以及将成功次数存 储为成功值 ； 使用所存储的包传输失败值和成功值来确定当前包传输丢失率 ； 将所述当前包传输丢失率和与所选的包传输速率对应的所计算的包传输丢失率限制 相比较 ； 以及 如果所述当前包传输丢失率小于所述所计算的包传输丢失率限制， 则将所述包传输速 率变为更高的包传输速率。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中所述包包括语音信息、 视频信息和数据信息中的 一者。 3. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中所述无线通信设备是无线路由器、 无线接入点和 移动通信设备中的一者。 4。
5、. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中所述包重发限制值小于指定的最大包延迟值， 并 且所述包传输丢失率限制值小于指定的最大包丢失限制。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中改变所述包传输速率进一步包括 ： 在所述当前包 传输速率和所述更高的包传输速率之间对施加到一个或多个包上的包传输速率进行交替， 直到所述当前包传输丢失率经比较小于针对所述更高的包传输速率的所述所计算的包传 输丢失率为止。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 在期间检测传输失败和成功的指定时间段等于 传送所选数量的包所花费的时间。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 如果所述当前包传输丢失率经比较大。
6、于所述所 计算的包传输丢失率， 则所选的包数量大于预先确定的包数量。 8. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 如果所述当前包传输丢失率经比较小于所述所 计算的包传输丢失率， 则所选的包数量小于预先确定的包数量。 9. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中所述预先确定的包数量为 6。 10. 一种无线通信设备， 该无线通信设备包括 ： 收发机 ； 处理器 ； 以及 包括通信模块和 MAC 模块的存储器， 该 MAC 模块对由所述通信模块生成的信息包进行 操作以为多个包传输速率中的每个速率计算包重发限制值和包传输丢失率限制值 ； 从所述多个包传输速率中选择当前包传输速率， 并将所述无线通信设。
7、备设置成以初始 速率进行传送 ； 将初始的包重发限制设置成与所选的初始包传输速率相关联的所计算的重发限制 ； 检测指定时段内的包传输失败和成功， 并将失败次数存储为失败值以及将成功次数存 储为成功值 ； 权 利 要 求 书 CN 102239474 A CN 102239481 A2/2 页 3 使用所存储的包传输失败值和成功值来确定当前包传输丢失率 ； 将所述当前包传输丢失率和与所选的包传输速率对应的所计算的包传输丢失率限制 相比较 ； 以及 如果所述当前包传输丢失率小于所述所计算的包传输丢失率限制， 则将所述包传输速 率变为更高的包传输速率。 11. 根据权利要求 10 所述的无线通信设备。
8、， 其中所述包包括语音信息、 视频信息和数 据信息中的一者。 12. 根据权利要求 10 所述的无线通信设备， 其中所述无线通信设备是无线路由器、 无 线接入点和移动通信设备中的一者。 13. 根据权利要求 10 所述的无线通信设备， 其中包重发限制值小于指定的最大包延迟 值， 并且所述包传输丢失率限制值小于指定的最大包丢失限制。 14. 根据权利要求 10 所述的无线通信设备， 其中改变所述包传输速率进一步包括 ： 在 所述当前包传输速率和所述更高的包传输速率之间对施加到一个或多个包上的包传输速 率进行交替， 直到所述当前包传输丢失率经比较小于针对所述更高的传输速率的所述所计 算的包传输丢失。
9、率为止。 15. 根据权利要求 10 所述的无线通信设备， 其中， 在期间检测传输失败和成功的指定 时间段等于传送所选数量的包所花费的时间。 16. 根据权利要求 15 所述的无线通信设备， 其中， 如果所述当前包传输丢失率经比较 大于所述所计算的包传输丢失率， 则所选的包数量大于预先确定的包数量。 17. 根据权利要求 15 所述的无线通信设备， 其中， 如果所述当前包传输丢失率经比较 小于所述所计算的包传输丢失率， 则所选的包数量小于预先确定的包数量。 18.根据权利要求15所述的无线通信设备， 其中所述预先确定的包数量为4-23范围内 的任意包数量。 权 利 要 求 书 CN 10223。
10、9474 A CN 102239481 A1/7 页 4 用于最小化无线网络中的包传输丢失的方法和装置 技术领域 0001 本公开总体上涉及无线通信环境中的包传输 (packet transmission) 领域， 特别 涉及依赖于通信链路的当前状况来改变无线设备中的包传输速率。 背景技术 0002 无线网络包传输速度和范围的新发展已经使得众多新的激动人心的广域音频和 / 或视频应用得以实现。例如， 在办公室和寄宿制校园环境中安装无线移动监视网络来改 善安全性和紧急响应时间， 在城市街道、 石油和矿山领域、 仓库和工厂楼层中用于监视， 如 今这是实用的。无线 IPTV 已经出现以实时地到达街头。
11、大量的移动手持设备中， 并且基于 Web2.0， 富含多媒体的计算和通信正活跃于智能无线设备上以用于即时信息共享和检索。 为了保持高水平的性能， 这种无线、 多媒体应用的典型目标是就传输速率和帧接收成功率 ( 接收到的帧 / 时间周期 ) 的乘积而言， 使吞吐量最大化。 0003 和使用无线移动设备来接收多媒体信号相关联的一个问题是 ： 传输设备和接收 设备之间的无线电链路的状况会依赖于其中一个或两个设备是否处于运动中、 依赖于环境 条件以及与以同一频带正在进行广播的其他设备的接近度而改变。信号变化的状况大部 分归因于其他无线设备的干扰、 对环境中存在的无线电信号的阻碍， 且归因于传输设备和 。
12、接收设备之间的距离。为了适应变化的信号状况， 已开发出在运行多媒体应用程序的无线 移动设备上实施的无线传输技术， 以便以多个不同的传输速率进行操作， 而根据对干扰的 速率敏感度， 这些不同传输速率中的一部分可以使用不同的调制方案。因此， 举例而言， 对于相对较低的链路速率而言可以使用 BPSK 调制方案 ( 该方案在存在干扰时是稳健的 (robust)， 而对于高的链路速率而言， 可采用在存在多径失真时是稳健的 OFDM 作为调制 方案。此外， QPSK 调制方案适于更高的链路速率并以更高的功率进行操作， 因此信号可被 传送更大的距离。 0004 基于无线技术 ( 例如 IEEE 802.11。
13、 标准 ) 的若干无线音频 / 视频应用是可用的。 已将 802.11 标准扩展成能提供许多不同的链路速率， 可以以这些链路速率来对信号进行 传输。因而， 举例而言， 可以以 1Mbps， 2Mbps， 5.5Mbps 或 11Mbps 来传输 802.11b 信号， 其中 传输速率很大程度上依赖于接收机处测量到的信号噪声/干扰比(SINR)。 采用动态速率控 制方法来进行 SINR 测量并自动改变传输速率， 以便最大化吞吐量。这种动态速率控制方法 被典型地称作自动传输速率适配或简言之速率适配。随着 SINR 的增加， 速率适配方法可操 作以自动增加包传输速率。 0005 速率适配方法通常会相。
14、当好地达到其设计目标， 只在细节上有所不同 ： 关于如 何估计和预测信道质量， 关于如何测量丢帧率， 以及如何增减信道速率。通用的吞吐量 评估工具 ( 例如， 通过过载 (blast)UDP 或 TCP 业务量而导出吞吐量的 iperf) 确实报告 了好的吞吐量结果。虽然该速率适配方法对于非实时业务而言运转良好， 但对于实时 业务而言却未必。对于实时业务传递， 最优吞吐量或信道速率帧成功率 (channel-rate frame-success-ratio)乘积并不必然会转换成最佳视频回放质量。 实际上， 例如， 所有的现 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A。
15、2/7 页 5 有速率适配方法对于视频流而言执行得都很差。因为过多的随机帧丢失， 在回放中经常观 察到视频拼接 (video mosaic)。因为失去同步的原因， 经常有大块的和摇摆的图像， 所述 失去同步后跟有对视频源的漫长的再同步。主要问题在于， 当两个临近的速率之间的间隙 大时， 即使包丢失率相对高， 速率适配方法仍然支持更高的速率。例如在 IEEE 802.11 标准 中， 和6Mbps包传输速率时可能的最大吞吐量(包丢失率为0)相比， 在9Mbps包传输速率时 总的吞吐量(或信道速率帧成功率乘积)是更高的， 但包丢失率达到38。 结果， 即使包丢 失率高达 23 38， 在考虑下一个。
16、较低速率之前， 所有的现有吞吐量优化速率适配方法 都选择更高的包传输速率。 因此， 无线网络趋向于稳定在这样的状态中， 即由端到端实时传 送所感知的包丢失率比有线网络中的包丢失率高几个数量级。被设计成优化有线网络 ( 其 中包丢失的发生率通常低得多 ) 中的吞吐量， 现有的视频解码器不能在无线网络 ( 其中包 丢失的发生率高 ) 中操作， 以处理视频信息的实时流使得视频为高且在播放时没有伪像。 0006 相对于总的包吞吐量， 对于无线实时多媒体应用的最优操作来说， 包延迟和包丢 失是要管理的更重要的参数。 因此， 不考虑现有的基于吞吐量的速率适配方法的局限性， 如 果设计速率适配方法所依据的模。
17、型是基于对无线实时多媒体应用的最佳操作来说最关键 的参数 ( 即包延迟和包丢失参数 )， 则将是有利的。 发明内容 0007 实施基于包传输丢失参数来选择包传输速率的速率适配方法显著地降低了传输 期间丢失的包的数量， 其具有改善视频回放质量的有益效果。可基于包传输延迟预算来计 算包传输丢失参数， 其中， 根据视频应用程序指定的包延迟需求来选择和分配所述包传输 延迟预算。 0008 在一个实施方式中， 通过使用包延迟和包丢失预算来针对无线设备支持的每个传 输速率预计算 (pre-calculate) 包重试限制和包传输丢失率限制， 无线移动多媒体设备实 施用于自动适配包传输速率的方法 ； 将传输。
18、速率之一选定为初始传输速率， 并将用于所选 传输速率的计算后的包重试限制选定为初始限制 ； 某一时间段内所有包传输的失败和成功 被检测和存储， 并用于计算当前包传输丢失率 ； 当前包传输丢失率和预计算的包传输丢失 率限制相比较， 如果计算后的当前包传输丢失率高于初始设置的包传输丢失限制， 则将初 始包传输速率改变为较低速率。 附图说明 0009 图 1 为显示无线网络和相关联的移动无线设备的图示。 0010 图 2 为显示实现本发明需要的功能的无线路由器框图。 0011 图 3 为本发明方法的逻辑流程图。 具体实施方式 0012 诸如图1中的WN 10之类的无线网络典型地被部署在通过有线方式链。
19、接网络设备 是有问题的环境中， 或者被部署在与部署有线网络相比仅仅是方便和适宜部署无线网络的 环境中。 无线通信网络被部署在建筑物内， 部署在例如校园环境中彼此邻近的建筑物之间， 以及部署在大城市区域中以支持大城市安全组织的移动通信。 依赖无线通信网络的其中一 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A3/7 页 6 个缺点在于， 由无线网络基础架构设备收发的信号遭受不同类型的干扰 ( 通常是多径、 其 他无线信号、 或者 RFI)， 并且由于进出该无线网络基础架构设备的范围， 信号强度或者增强 或者恶化。 为了减轻这些问题， 已扩展了诸如802.11和802.16。
20、家族标准之类的无线传输技 术， 以通过使用多个不同的调制方案来支持多个包传输速率。因此， 例如 IEEE 802.11b 标 准详述了对 1Mbps、 2Mbps、 5.5Mbps 和 11Mbps 传输速率的支持， 其中， 可根据移动设备所处 的环境并根据该移动设备距离无线网络接入点或路由器有多远来选择其中的每种速率。 速 率适配方法存在并在无线、 移动设备中实施， 其中， 根据信噪比测量值或信号强度测量值， 所述无线、 移动设备将包传输速率由当前传输速率自动改变为新的传输速率。虽然这种速 率适配方法对于某些类型的音频通信和文件传输应用来说运行良好， 但是它们没有被设计 成与实时视频应用一起。
21、操作。与实时视频应用对网络的整个吞吐量的敏感性相比， 实时视 频应用典型地对包延迟和包丢失更加敏感， 因此被设计成用于优化吞吐量的速率适配方法 通常在与实时视频应用一起运行时明显不佳。 0013 图 1 示出了无线通信网络 (WN 10)， 其包括视频监视器 11、 视频摄像机 13、 无线移 动通信设备 14、 两个无线路由器 12A 和 12B 以及无线接入点 (AP)15。无线路由器 12A 和 12B 以及无线 AP 15 中的任何一个都能够收发视频包、 语音包、 数据包和诸如管理信息之类 的其他信息包。路由器 12A 和 12B 可被配置为网状网络拓扑或点对点拓扑 ； 不论如何， 此。
22、处 采用的特定网络拓扑对于本发明的操作来说并不重要。WN 10 可以是任意类型的公共网络 或者专用网络， 例如诸如由政府机构操作的蜂窝网络或者城市网络。虽然本发明被描述成 在使用 IEEE 802.11 标准协议的无线通信设备中实施， 但是本发明能够结合许多其他无线 通信协议而容易地实施。无线通信设备 14 可以是移动电话， 或者是能够收发视频、 音频或 其他信息的任意智能无线通信设备。总的来说， WN 10 操作以支持由诸如设备 14 之类的无 线通信设备建立的无线通信会话。WN 10 操作以支持由诸如视频摄像机 13 之类的设备捕 获的视频信息包的传输， 并且它操作以支持由其他类型的捕获或。
23、通信设备生成或传送的信 息、 视频或音频的传输。特别地， 例如， 包括在 WN 10 中的路由器 12A 和 12B 以及 AP 15 都 能够被配置成支持由能够在视频捕获设备13或者移动通信设备14上运行的实时视频应用 程序生成的视频信息包的传输。路由器 12A 和 12B、 AP 15 和移动通信设备 14 都能够根据 802.11b 协议或被设计成以两个或更多个不同的包传输速率进行操作的其他任何合适的无 线协议， 来支持包的传输。根据本发明的一个实施方式， 路由器 12A 和 12B、 AP 15 和移动 通信设备 14 中的每一个都包括新颖的包传输速率适配方法， 该方法操作以支持由实时。
24、视 频应用程序 ( 例如， 视频会议应用程序、 移动电话上运行的视频捕获应用程序、 视频监视或 VoIP) 生成的视频包的传输， 使得包传输丢失率最小化。 0014 图2显示了执行本发明的方法所需的功能元件。 虽然将在无线路由器20上下文中 描述本发明， 但本发明也能够在移动通信设备或无线接入点 ( 例如之前参照图 1 描述的那 些 ) 中实施。无线路由器 20 包括收发信机或无线电设备 21、 处理器 22、 存储器 23 和网络 接口连接元件 27， 所有这些都是通过系统总线来彼此进行通信。在其他部件中， 存储器 23 包括介质接入控制 (MAC) 模块 24、 操作系统模块 25 和实时。
25、视频处理应用程序模块 26， 该实 时视频处理应用程序模块 26 例如可以是视频会议应用程序、 集成的视频监视应用程序或 长期安全视频监视记录应用程序。总的来说， 处理器 22 采用存储于操作系统模块 25 中的 指令， 来运行路由器 20 操作所需要的各种功能。收发信机 21 操作以向无线介质传送信号 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A4/7 页 7 / 从无线介质接收信号， 并且典型地实施通常称作 802.11 物理层的功能。该物理层可以包 括支持以多种不同的传输速率来传输信息包的功能， 其中使用不同的调制方案 ( 例如， 公 知的 BPSK、 QPSK。
26、 或 OFDM 调制方案 ) 来实施多种不同传输速率中的一些或所有速率。正如 之后将详述的那样， 物理层功能在 MAC 24 的控制下操作， 以便以传输速率来传送包， 使得 最小化包传输丢失率。 0015 继续参见图 2， 为了捕获视频信息、 将视频信息转换为路由器 20 能处理的形式， 视频应用程序 26 包括路由器 20 所需要的所有功能， 所述视频信息转换例如是编码 / 解码 视频信息、 对该视频信息进行分帧和分包以及通常准备要通过无线介质进行传送的视频信 息。该应用程序能够在视频会议系统或视频捕获应用程序上运行， 所述视频捕获应用程序 在移动电话或一些其他类型的智能移动通信设备上运行。。
27、正如前面描述的那样， 本发明的 方法在 MAC 24 中实施， 特别地， 它在与之后将详述的 MAC 24 相关联的管理实体 24A 中实 施。 典型地， 某些包传输参数被指定用于实时视频应用程序， 这些参数应当被满足以便该应 用程序以最优方式进行操作。这些参数之一是最大包延迟 (Dmax) 值， 另一个参数是最大 包丢失 (Lmax) 值。包延迟 (D) 指的是一个包传输的结束与下一个包传输的开始之间的时 段。 依赖于信道状况， 此延迟可以是更长或更短的时段， 并且很大程度上依赖于传输成功之 前， 不得不重发包或帧的次数。 因此， 例如， 在嘈杂环境中， 在其成功传输之前有必要将特定 的包重。
28、发五次， 或者在信道状况良好的情况下， 包在第一次尝试下就可以成功传送， 所以该 延迟将会短很多。包丢失 (L) 指的是在特定时段内未被成功传输的包的数量， 且可被表述 为包传输丢失率。本发明的新颖的包传输速率适配方法操作以最小化丢失包的速率， 同时 为实时视频业务保持可接受的包传输速率。另外， 本发明的方法操作以自适应地改变包传 输速率 (Ratei)， 作为当前包丢失率 (L) 的直接结果以及间接作为所选的最大包延迟参数 (Dmax) 的结果。正如下面将描述的那样， 对于 WN 10 支持的每个 Ratei， Dmax 用于在不违反 指定Dmax参数的情况下， 计算重发单个包的最大次数(N。
29、i)。 然后， 给定针对特定Ratei的计 算后的 Ni和最大包丢失参数或预算 (Lmax)， 可计算出用于包丢失率 (Li) 的上边界或限制。 下面描述的两个等式用于计算 Ni和 Li的值。为了实施本发明的方法， Dmax 和 Lmax 的值被 分发给包括在WN 10中的每个通信设备(诸如路由器20)， 并由每个设备使用以计算由新颖 的速率适配方法所采用的 Ni和 Li值。 0016 针对特定应用程序所指定的 Dmax 值可存储于路由器 20 的存储器 23 中， 并且是该 新颖的速率适配方法结合等式 1 来计算最大重发值 (Ni) 的限制。等式 1 示为 ： 0017 等式 1 ： 001。
30、8 包括四个基本的传输时间值， 其中三个与以 802.11 协议栈的三种不同等级来发 送包括在帧 / 包中的开销有关， 其中之一与用于传送净荷的传输时间值有关， 该净荷与帧 相关， 该净荷在本例中是视频信息。 等式1中的第一项是 “NetOd” ， 其表示例如图2中的路由 器 20 传送与网络级的帧相关联的开销所花费的时间， 该网络级的帧包括网络帧头 (frame header) 信息。等式 1 中的第二项是 “MacOd” ， 其表示路由器 20 传送与 MAC 帧中包含的头 信息相关联的开销所花费的时间。等式 1 中的第三项为 “PhyOd” ， 其表示路由器 20 传送与 物理层相关联的。
31、开销所花费的时间， 而第四项 “frameS/ratei” 表示路由器 20 传送包含在 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A5/7 页 8 帧的净荷部分中的视频信息所花费的时间。虽然等式 1 中未示出， 但可能有其他的包含于 Dmax 限制中的传输延迟元素， 这些元素中的至少某些元素可以是这样的元素， 诸如 DIFS 和 SIFS 时间、 ACK 时间、 争用 (contention) 窗口时间、 端到端传播延迟以及时隙， 这些时间中 的所有时间对于无线网络工程师而言都是公知的， 因而此处不再描述。 0019 为了计算帧或包重发限制 (Ni)， 用帧 “fr。
32、ameS” 的净荷部分所包含的比特的数目 除以所选的帧传输速率 (ratei)( 例如， 5.5Mbps 速率 )， 用以得出传输该净荷所花费的时 间值。将该净荷传输时间 “frameS/ratei” 和 “NetOd” 、“MacOd” 、“PhyOd” 的值输入等式 1 中。之后， 可以得出允许的帧重发的次数 “Ni” ， 该值满足等式 1， 使得此处称之为 “D” 的量化 NetOd+MacOd+PhyOd+FrameS/ratei小于或等于针对所选传输速率的指定 Dmax 值。针对路 由器 20 所支持的每个帧 / 包传输速率来评估等式 1， 以获得与每个被支持的速率相关联的 “Ni”。
33、 值， 并且这些 “Ni” 值存储于存储器 23 中以用于后续使用。 0020 在针对每个被支持的传输速率计算了 “Ni” 的分离的值之后， 通过使用如下所示的 等式 2， 这些 “Ni” 值中的每一个值都被用来针对每个被支持的传输速率计算帧丢失率上边 界或限制 (Li)。 0021 等式 2 ： 0022 给定针对每个被支持的传输速率 (ratei) 而评估等式 1 得到的 “Ni” 值以及 Lmax 的指定值， 可以在每个被支持的速率下针对包丢失限制值 “Li” 来评估等式 2。在每个所选 的或被支持的速率下所计算的 “Li” 和 “Ni” 值之后存储于参照图 2 描述的路由器 20 的存。
34、储 器 23 中， 以用于由与 MAC 23A 相关联的速率适配模块 24A 使用来实现本发明的帧传输速率 适配方法。 0023 典型地， 视频会议应用程序指定 200ms 的 Dmax 值和百分之三 (3 ) 的 Lmax 值， 集成的视频监视、 运动检测和报警系统典型地指定 1 秒的 Dmax 值和百分之一 (1 ) 的 Lmax 值， 而长期安全视频监视记录应用程序典型地指定 3s 的 Dmax 值和百分之一的一 半 (0.5 ) 的 Lmax 值。因而， 例如， 假定以 2Mbit 的传输速率传送帧开销和净荷所花费 的时间是 14ms， 并且 WN10 中跳跃 (hop) 的数量是 3。
35、， 则根据针对视频会议系统而指定的 66ms(200ms/3hops) 的 Dmax 值来针对 “Ni” 评估等式 1， 结果得到不大于 4 的 “Ni” 值。这意 味着图2中的路由器20能够尝试重发每帧的视频信息四次， 而不会违反针对该应用程序的 指定的 Dmax 值。现在， 使用等于 “4” 的 “Ni” 值以及用于视频会议系统的值可以为百分之 三 (3 ) 的 Lmax 的指定值， 对于 2Mps 的传输速率而言， 可以针对帧丢失上边界 “Li” 来评 估等式 2， 在此情况下其值为 41。换句话说， 视频会议应用程序不能成功地传输帧的百分 之四十一， 而其仍然能够正确操作或者没有任何显。
36、而易见的错误。在被支持的每个不同传 输速率下重复评估等式 1 和 2， 导致形成了相关的速率、“Ni” 和 “Li” 值的集合， 这些值显示 于如下的表 1 中。 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A6/7 页 9 0024 表 1 ： 0025 如前所述， 表1中所示的Ni和Li值由速率适配模块24A来计算， 之后存储于WN 10 所包含的每个通信设备 ( 例如， 路由器 12A、 12B， AP 15 和移动设备 14) 中的存储器 23 中， 并由MAC 24使用来提供根据本发明方法的功能。 此外， 速率适配模块24A导出(derive)帧 丢失估计值 。
37、“L” ， 该值是实际帧传输丢失率的最大似然估计， 其中， 被估计的速率可基于比 率 “F/F+S” ， 其中 “F” 项等于失败的帧传输尝试的次数而 “S” 项等于由收发信机 21 检测并 被报告给 MAC 24 的成功的帧传输尝试的次数。对于同样速率的最近的 “W” 个帧 ( 被称为 估计诱因 (estimate cause)， 只有 X 个帧被采样， 与可被采样以确定速率的帧的数量相比， 被采样的 X 个帧是小样本 ) 而言， 基于路由器 20 检测到的成功和不成功传输的帧的数量来 导出帧传输丢失率 “L” 。在一个实施方式中， 时间窗 “W” 被配置为总的传输数目， 一定数量 的最近的。
38、包经历了该传输。可设置 “W” 来检测预定数目的包尝试被传输 / 被重发的次数。 分别根据信道状况是否良好， 可将 “W” 值设置成更高或更低预定数目的包。当信道状况差 时将 “W” 设置得更大的策略是在存在改善的信道状况时需要谨慎以便不会过早地增加传输 速率的结果， 这可能导致不可接受的帧丢失。 0026 现在将参照图3来描述用于实践本发明的优选实施方式的过程。 在步骤1中， Dmax 和Lmax值被分发给包括在WN 10中的通信设备， 所述通信设备负责传送和接收实时视频信 息包并且支持多个包 / 帧传输速率。诸如路由器 20 之类的每个通信设备接收 Dmax 和 Lmax 值， 且继续使用。
39、这些值来计算用于每个被支持的传输速率的 “Li” 值和 “Ni” 值。这些值存储 于存储器 23 中， 以用于后续由速率适配模块 24A 使用。在步骤 2 中， 由 MAC 24 选定初始帧 传输速率， 例如 2Mbps， 而在步骤 3 中， 该 2Mbps 的传输速率被施加到已排队等候用于经由 收发信机传输的特定数目 “Xn” 的包上。在帧传输失败时， 收发信机就被设置为以 2Mbps 传 输速率来重发该帧直到预先计算的上限， 在本例中再试 4 次。在步骤 4 中， 如之前描述的那 样， 收发信机继续以目前的 2Mbps 速率来传送这 “Xn” 个视频信息包， 记录成功和不成功传 输的帧的数。
40、量， 并用该记录的传输成功信息来计算当前的帧传输丢失率 “L” 。计算的帧丢 失率估计值 “L” 和对应于 2Mbps 传输速率的预先计算的帧传输丢失率限制 (Li) 相比较， 并 且在步骤 5 中， 确定当前的 “L” 值是否小于或等于 “Li” 值。如果当前的 “L” 值经比较小于 或等于 “Li” 值， 则该过程继续执行步骤 6A， 否则该过程继续执行步骤 6B。在步骤 6A 中， 该 速率从当前的 2Mbps 速率增加到新的 5.5Mbps 传输速率， 并且该速率被应用到收发信机 21 传输对列上， 且该过程返回到步骤 3。当在步骤 5 中当前的 “L” 值不是小于或等于 “Li” 值。
41、 ( 其将大于 Lmax) 时， 则新的传输速率被设置为低于当前的 2Mbps 速率， 本例中是 1Mbps 的 传输速率， 并且该新的 1Mbps 的速率被应用到收发信机 21 对列上， 且该过程返回到步骤 3。 0027 返回到图 3 中的步骤 3， 与将传输速率从较低速率改变到较高速率相关联的一个 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A7/7 页 10 风险是， 在该新的更高速率下所经历的包 / 帧丢失率可能超过针对那个速率而预先计算的 包传输丢失边界 “Li” 。缓和该问题的一种方式是， 向速率适配模块 24A 非常快地提供反馈， 该方式允许模块 24A。
42、 评估该风险并相应地做出响应。然而， 因为 “Xn” 个包已在收发信机的 传输对列中缓冲并被分配了传输速率， 所以在新的更高速率可被施加给用于重新排队并在 该新的更高速率下进行传输的包之前， 必须发送所有的这些包。 结果， 在能够以新的更高速 率传送包之前将有一个延迟， 该延迟等于以当前速率传送在所述队列中缓冲的 “Xn” 个包所 花费的时间。该延迟会导致传输速率不稳定和 / 或会导致在所述队列中缓冲的 “Xn” 个包 丢失。本发明的方法通过逐渐递增地施加新的速率并将包传输上边界 “Ni” 仅与排队等待 在收发信机 21 中传输的 “Xn” 个包的子集相对应， 解决了速率不稳定的问题。特别地，。
43、 在速 率适配过程确定能够以更高的速率来传输包的时间点上， 可以将该新的更高速率仅施加到 “Xn” 个包的第一子集上， 以便该队列能在任意单个时间点上缓冲， 并且之后将该更低的旧 速率施加到 “Xn” 个包的剩余部分上或者施加到 “Xn” 个包的第二子集上。该速率适配过程 保持包丢失率的记录， 该记录与包的以新的更高速率发送的第一子集以及包的以旧的更低 速率发送的第二子集有关， 用以确定在新的更高速率下的包丢失率是否位于针对该新的更 高速率的所计算的包丢失边界 “L” 内。该递增速率适配策略避免了太早的速率改变， 并避 免了突发的瞬间包丢失， 所述突发的瞬间包丢失对于实时视频业务或其他业务传送。
44、来说可 能是灾难性的。 0028 出于解释的目的， 前面的描述使用具体的术语来提供对本发明的透彻理解。 然而， 对本领域技术人员来说显而易见的是， 为了实践本发明， 并不需要具体的细节。因此， 之前 对本发明具体实施方式的描述是出于说明和描述的目的。 它们并非是排他性的或者意欲将 本发明局限于所公开的精确形态 ； 明显的是， 考虑到上述教导， 可能有许多修改和变化。选 择和描述这些实施方式是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用， 因此他们能使得本 领域其他技术人员更好地使用本发明， 并且具有各种修改的各种实施方式也适用于预期的 特定应用。意欲通过下面的权利要求和其等效形式来限定本发明的范围。 说 明 书 CN 102239474 A CN 102239481 A1/2 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102239474 A CN 102239481 A2/2 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 102239474 A 。