相关技术背景
在无线LAN(局域网)通信系统中,存在基于美国IEEE(电气和电子工程师协会)的系统和基于欧洲ETSI(欧洲电信标准协会)的系统。特别是,IEEE802.11a系统表示IEEE,ETSI BRAN HIPERLAN/2(其后称为H/2)系统表示ETSI。
图1是一个根据实例设备表示无线LAN通信系统的示意图。其它的设备也可以。无线LAN通信系统可以包括多个具有PC(个人计算机)的移动终端MT10,15,用于处理/存储/输出所接收的数据,当移动终端在某一区域内移动的时候,通过已设置的路径与其他移动终端无线地传输/接收数据。无线LAN系统还包括与多个终端10,15无线连接的AP(接入点)20,以便设置请求路径以及无线地发送/接收相应的数据,通过AP 20将终端10,15连接至另一网络的公共通信网络30。
终端可以包括一个可移动(或移动)PC等,执行其自身的包括输入/处理/输出数据的多种功能,发送/接收相应数据去往/来自通过AP20无线连接的另终端15,同时通过公共通信网络30与另一网络的MT(终端)连接并发送/接收相应的数据。
LAN(局域网)中的多个终端10,15连接AP20。因为数据是通过无线连接而传输的,所以LAN是无线局域网。
在无线LAN中,提供一种连接方法,其中AP20作为与其他部分连接的主体。也可以提供一个特别的(ad-hoc)方法,其中每个终端10,15在没有AP20的情况中直接连接其他终端10,15。
图2表示ETSI无线LAN中的一个MAC帧。在ETSI无线LAN中,数据通过MAC帧单元发送/接收,每个终端10,15可以通过具有一定大小的MAC帧单元划分无线发送/接收数据。在ETSI BRAN HIPERLAN/2中,一个MAC帧是2ms并包括500OFDM码元。一个MAC帧可以包括信令协议数据单元(PDU)和数据PDU。
信令PDU可以包括在服务区域内向所有终端10,15发送通知的广播信道(BCH);描述MAC帧结构的帧信道(FCH);报告关于信道分配请求结果的接入反馈信道(ACH);以及请求将信道分配为数据发送/接收路径的随机接入信道(RCH)。在数据PDU的前面提供BCH,FCH和ACH,而在数据PDU的后面提供RCH。
数据PDU可以包括用于向上传输数据的UL(上行链路)PDU;在不采用AP20,多个终端10,15直接彼此连接的特别的方法中使用的DiL(直接链路)PDU;以及用于向下传输数据的DL(下行链路)PDU。DiL PDU可以任意选择。
在采用MAC帧的无线LAN中,用于发送用户数据的PDU是数据PDU,无线LAN的流量可以通过已发送用户数据的大小和/或码元数量来确定。
图3是在根据实例设备的无线LAN中分析数据传输流量的通用方法的流程图。其他设备也可以。数据传输流量分析方法可以包括如步骤S10和S20所示的,采用单扇区,计算通过无线LAN中的长传输信道(LCH)的OFDM码元数量,该方法也可以包括通过采用所计算的码元数量分析数据传输的流量。
特别地,在流量分析方法中,计算用于无线LAN中构成单个扇区的MAC帧的信令PDU码元数量。计算数据PDU(除了LCH)的码元数量,如步骤S10和S20所示,从设置在一个MAC帧中的OFDM码元数量中减去所计算的信令PDU码元数量和数据PDU(除了LCH)的码元数量。减法的结果就是通过LCH传输的OFDM码元数量。数据传输流量可以根据步骤S30所示的减法结果值来确定。
如上所述,数据传输流量分析方法可以分析在所有不具有指向的无线LAN中(即,在一个单扇区构造的无线LAN中)使用的MAC帧的数据传输流量。
然而,在多扇区构成的无线LAN中,当分析数据传输流量时,将业务区域划分为一定范围,因为分析数据传输流量时没有反映出划分每个扇区的分段切换保护时间,如果采用上述数据传输流量分析方法,就不能准确分析数据传输流量。
在数据传输流量分析方法中,因为没有反映出被终端用于划分传输数据的传播延迟保护时间所占用的OFDM码元数量,所以不能够准确分析数据传输流量。
另外,在上述数据传输流量分析方法中,因为没有分析采用特别方法的数据传输流量,所以不能反映被DiL PDU占用的OFDM码元数量,因此不能准确分析数据传输流量。
发明概述
本发明一个目的是,至少解决上述问题和/或缺点并至少提供下述的优点。
本发明另一个目的是,在无线局域网,特别是在采用多扇区的ETSI无线LAN中,提供用于分析数据传输流量的方法。
本发明实施例能够提供一种方法,用于在例如采用特别方法的多区域无线LAN环境的无线LAN中分析数据传输流量。
本发明实施例能够提供在无线LAN中分析数据传输流量的方法。可以包括天花板函数处理MAC帧中所有扇区切换保护时间和传播延迟保护时间的码元总和。还可以包括从MAC帧中设置的码元数量中减去天花板函数处理的码元数量,信令PDU的码元数量和数据PDU(除了LCH)的码元数量。因此显示根据减法结果得到的数据传输流量。
信令PDU的码元数量可以是分别被具有报头的BCH PDU,具有报头的FCH+ACH PDU和具有报头的RCH PDU所占用的码元总和。
数据PDU(除了LCH)的码元数量可以包括DL PDU(除了LCH)的码元数量和UL PDU(除了LCH)的码元数量。
数据PDU(除了LCH)的码元数量可以进一步包括DiL PDU(除了LCH)的码元数量。
DL PDU(除了LCH)的码元数量可以通过相加由终端接收的SCH和报头的码元数量得到。UL PDU(除了LCH)的码元数量可以通过相加由终端发送的SCH和报头的码元数量得到。DiL PDU(除了LCH)的码元数量可以通过相加SCH的报头和码元数量得到。
本发明实施例还包括一种用于分析在无线LAN中数据传输流量的方法。该方法可以包括计算分配给一个MAC帧中的信令,扇区划分以及终端划分的码元数量。该方法也可以包括从分配给一个MAC帧的总码元数量中减去所计算的码元数量。数据传输流量可以根据减法结果用码元数量显示。
该计算可以包括检测被分配给一个MAC帧中的信令,扇区划分和终端划分的部分;计算分配给信令部分的码元数量;以及计算分配给扇区划分,终端划分和天花板函数处理部分的码元数量。
分配给信令部分的码元数量的计算可以是相加BCH PDH,FCH+ACH PDU,UL PDU(除了LCH),DiL PDU(除了LCH),DL PDU(除了LCH)和RCH PDU的码元数量,其中每个PDU形成与每个基站的扇区的数量一样多。
BCH PDU的码元数量可以包括报头和BCH的码元数量,FCH+ACH PDU的码元数量可以包括报头和FCH以及ACH的码元数量,RCH PDU的码元数量可以包括报头和RCH的码元数量。UL PDU(除了LCH)的码元数量可以包括报头和SCH的码元数量,DiL PDU(除了LCH)的码元数量可以包括报头和SCH的码元数量,DL PDU(除了LCH)的码元数量可以包括报头和SCH的码元数量。
分配给扇区划分和终端划分部分的码元数量可以通过将在BCH PDU之间的扇区切换保护时间所占用的码元数量;在FCH+ACH PDU之间被扇区切换保护时间所占用的码元数量;在UL PDU之间被传播延迟保护时间所占用的码元数量;改变传输终端时在DiL PDU之间被传播延迟保护时间所占用的码元数量;在最后的DL PDU之后被传播延迟保护时间所占用的码元数量;和按照扇区在RCH PDU之间被扇区切换保护时间以及用于每个扇区划分终端的RCH保护时间所占用的码元数目相加而得到。
从结合附图公开本发明优选实施例的详细描述中,其他目的,优点,显著特征和本发明实施方式将变得显而易见。
优选实施例的详细描述
本发明实施方式涉及ETSI H/2,特别是在无线LAN发送数据的媒体访问控制(MAC)帧中,本发明实施方式涉及一种准确地分析在长传输信道(LCH)中的正交频分复用(OFDM)码元数量的方法,其中在长传输信道(LCH)中发送用户数据。
图4举例说明在采用多扇区的欧洲电信标准协会(ETSI)无线LAN中的MAC(媒体访问控制)帧。
根据ETSI BRAN HIPERLAN/2,每个MAC帧是2ms并且包括500OFDM码元。一个MAC帧可以包括分别通过扇区形成的BCH(广播CH),FCH(帧CH),ACH(访问反馈CH)和RCH(随机访问CH),并且可以进一步包括分别通过终端形成的DL(下行链路),DiL(直接链路)和UL(上行链路)。DL,DiL和UL是用于用户数据传输的数据PDU。BCH,FCH,ACH和RCH是用于信令的信令PDU。BCH,FCH和ACH可以位于数据PDU的前面,RCH可以位于数据PDU的后面。在多扇区环境下使用的MAC帧可以包括扇区切换保护时间和传播延迟保护时间(对于图4未描述)。
图5举例说明在多扇区环境下形成的BCH PDU的结构。BCH PDU可以根据扇区的数量而形成,每个BCH PDU可以包括用于开始BCH的报头。扇区切换保护时间可以在BCH PDU之间提供用于划分扇区。BCH是所有终端都能够进行接收的信道。
在多扇区环境下形成的BCH PDU的OFDM码元数量可以通过下面方程式1计算。
方程式1
其中
N秒:每个接入点的扇区数量
Sg:扇区切换保护时间(实际中小于800ns,但假定为800ns)
UDOPDM:OFDM单位循环时间(4μs)
在方程式1中,9×N
秒是用于计算报头和根据扇区数量形成的BCH的OFDM码元数量,
是用于计算按照多扇区形成的扇区切换保护时间所产生的OFDM码元数量。
特别地,为了计算被在多扇区环境下形成BCH PDU所占用的OFDM码元数量,不仅反映被报头和BCH所占用的OFDM码元数量,而且反映被用于划分扇区单元的扇区切换保护时间所占用OFDM的码元数量。
图6举例说明在多扇区环境下所形成的FCH+ACH PDU的结构。FCH+ACH PDU顺序地包括用于描述相应MAC帧结构的FCH,用于接收信道分配结果和相应报头的ACH。FCH+ACH PDU可以根据扇区数量形成,因此,可以在最后的FCH+ACH PDU之后提供传播延迟保护时间。
在多扇区环境下形成的FCH+ACH PDU的OFDM码元数量可以通过下面方程式2计算。
方程式2
其中
NIE:所有扇区内的IE块数量
BPSFCH:FCH中每个OFDM码元的被解码字节数量
Pg:传播延迟保护时间
在方程等式2中,Δ(N秒)2+(27/BPSFCH)*NIE+3*N秒用于计算报头,根据多扇区数量形成的FCH和ACH中的OFDM码元数量,(Sg(N秒-1)+Pg)/UPOFDM用于计算用于划分扇区的多个扇区切换保护时间和最后的FCH+ACH PDU之后的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
特别地,为了计算在多扇区环境下形成的FCH和ACH的PDU所占用的OFDM码元数量,不仅要计算报头和FCH+ACH的OFDM码元数量,而且要计算被扇区切换保护时间和传播延迟保护时间所占用的OFDM码元数量。
图7举例说明终端的DL PDU结构。每个终端都有DL PDU,在DL PDU之间没有保护时间,但在最后的DL PDU之后有传播延迟保护时间。每个DL PDU包括报头,具有关于接收终端信息的短传输信道(SCH)作为信令信道和具有向接收终端发送数据的长传输信道(LCH)。
在根据终端数量形成的DL PDU中,被除LCH的部分占用的OFDM码元数量,能够通过下列方程式3计算。
方程式3
其中
NDLSCH:DLPDU序列中SCH的总数
NDLMT:DLPDU序列中的终端(MT)数
方程式3中,2*NDLMT+(9/BPSSCH)*NDLSCH用于计算根据终端数量形成的DL PDU的报头和信令SCH的OFDM码元数量,(Pg/UDOFDM)用于计算在最后的DLPDU之后的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
特别地,在根据终端数量形成的DL PDU中,为了计算被除LCH的部分占用的OFDM码元数量,不仅要计算每个报头和SCH的OFDM码元数量,还要计算最后的DLPDU之后的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
图8举例说明多个终端的DiL PDU的结构。DiL PDU通过一种特别的方法形成,该特别方法是指在无线LAN的多个终端不经过接入点(AP)直接无线地连接至其他终端执行通信。
DiL PDU包括用于显示传输开始的报头,具有例如源和目的地等信令信息的SCH,以及具有将要传输数据的LCH。在DiL PDU之间不是总提供传播延迟保护时间,传播延迟保护时间提供在数据发送终端中的DiL PDU之间,也就是,源被改变。例如,当源是第一终端(MT1)而不同的DiL PDU作为目的地顺序地形成时,在DiL PDU之间可能没有传播延迟保护时间。在具有不同源的DiL PDU之间可能存在传播延迟保护时间。
在由终端形成的DiL PDU中,被除LCH的部分占用的OFDM码元数量可以通过下列方程式4来计算。
方程式4
其中
NDiLSCH:DiL-PDL序列中SCH的总数
NDiLMT:DiL PDL序列中的终端(MT)数
NDiLMT-Diff:具有连续的两个终端之间不同指标的发射机数量
方程式4中,4*NDiLMT+(9/BPSSCH)*NDiLSCH用于计算由终端形成的每个DiL PDU的报头和每个信令SCH的OFDM码元数量,用于计算每当传输数据的MT(终端)改变时所产生的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
特别地,在根据终端数量形成的DL PDU中,为了计算被除LCH的部分所占用的OFDM码元数量,不仅要计算每个报头和SCH的OFDM码元数量,而且要计算每当传输数据的MT(终端)改变时所产生的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
图9举例说明多个终端的UL PDU的结构。当多个终端向AP发送数据时,UL(上行链路)PDU根据终端数量而形成,每个UL PDU通过传播延迟保护时间而划分。
UL PDU包括报头,具有终端信息且作为信令信道的SCH,以及具有向目的地发送数据的LCH。
在由终端形成的UL PDU中,被除LCH的部分占用的OFDM码元数量能够通过下列方程式5计算。
方程式5
NULSCH:ULPDU序列中的SCH总数
NULMT:UL PDU序列中的终端数
Pg:传播延迟保护时间
PREUL:UL报头数(短报头被设置为3,长报头被设置为4)
BPSSCH:SCH中每个PFDM码元的被解码字节数
在方程式5中,PRE
UL*NUL
MT+(9/B
PS
SCH)*NUL
SCH用于计算通过终端形成的UL PDU报头和用于信令的SCH的OFDM码元数量,
用于计算UL PDU中用于划分MT(终端)单元的传播延迟时间的OFDM数量。
特别地,在根据终端数量形成的UL PDU中,为了计算除LCH的部分所占用的OFDM码元数量,不仅要计算每个报头和SCH的OFDM码元数量,而且要计算用于划分MT单元的传播延迟保护时间的OFDM码元数量。
图10举例说明在多扇区环境情况下形成的RCH PDU的结构。用于从多个终端向AP发送信道分配请求信号的RCH PDU,根据扇区切换保护时间由扇区单元划分。扇区中的RCH PDU根据每个RCH保护时间被MT(终端)划分。
多扇区环境下形成的RCH PDU的OFDM码元数量可以通过下列方程式6计算。
方程式6
其中
NRCH:所有扇区中RCH的总数
PRERCH:RCH的报头数量(被设置成3个短报头或者4个长报头)
在方程式6中,(PRE
RCH+3)*N
RCH用于计算在多扇区环境下形成的RCHPDU的RCH和报头的OFDM元数量,
用于计算用于划分每个扇区的切换保护时间和用于划分每个扇区RCH的RCH保护时间的OFDM码元数量。
特别地,为了计算在多扇区环境下形成的RCH PDU的OFDM码元数量,不仅要计算每个终端所产生的RCH和报头的OFDM码元数量,而且也要计算用于划分每个扇区的扇区切换保护时间和用于划分每个终端的RCH的RCH保护时间的OFDM码元数量。
图11是根据本发明实施例示例说明分析数据产生流量方法的流程图。其他的操作,操作的顺序和实施例也在本发明范围内。
在块S100中,该方法包括确定是否通过MAC帧单元分析无线LAN传输的数据。在一个MAC帧中,被为扇区划分的扇区切换保护时间和为终端划分的传播延迟保护时间所占用的OFDM元数量,通过块S110中的天花板函数计算。如块S120所示,从在一个MAC帧中设置的OFDM码元数量中减去数据PDU(除了LCH)的OFDM码元数量,信令PDU的OFDM码元数量和通过天花板函数计算的OFDM码元数量。因此,如方框S130所示,在多扇区环境下,通过反映在MAC帧中形成的扇区切换保护时间以及在MAC帧中划分终端所形成的传播延迟保护时间所占用的OFDM码元数量,可以准确地分析作为多扇区操作的无线LAN的数据传输流量。
在多扇区环境下的无线LAN中,分配给MAC帧的OFDM码元数量被设置为一个指定值,一个MAC帧可以包括信令信道,用户数据传输信道,用于按照扇区划分信道的扇区切换保护时间;用于按照终端划分每个信道PDU的传播延迟保护时间;和RCH保护时间。在多扇区环境下的无线LAN数据传输流量可以被描述为通过一个MAC帧传输的数据数量。因此,可以测量通过一个MAC帧的LCH中传输的数据数量。为此,计算从一个MAC帧分配给除了LCH的剩余部分的OFDM码元数量,从分配给一个MAC帧的指定值中减去所计算的OFDM码元数量。结果值就是通过一个MAC帧的LCH中传输的OFDM码元数量。
可以通过相加分别由方程式1-6所计算出来的OFDM码元,得到从一个MAC帧分配给除了LCH的剩余部分的OFDM码元数量,即分配给没有用户数据的部分的OFDM码元数量。在这里,当方程式4被反映时,用于分析包括特别方法的无线LAN的数据传输流量,当等式4没有被反映时,用于分析包括特别方法的无线LAN的数据传输流量。
特别地,在多扇区环境中使用的MAC帧的LCH所占用的OFDM码元数量可以通过方程式7计算。例如,在一个MAC帧内设置的OFDM码元的总数量可以是500。
方程式7
LLCH=500-{(等式1)+(等式2)+(等式3)+(等式4)+(等式5)+(等式6)}
这里,通过相加划分扇区的扇区切换保护时间(Sg),划分终端的传播延迟保护时间(Pg)和RCH保护时间(与Pg相同)得到的数值,可以指示在天花板函数中的OFDM码元数量。
传播延时保护时间可以根据TESI BRAN HIPERLAN/2MAC层采用2μs,2.8μs,4μs和12μs的其中一个时间,扇区切换保护时间可以定义为800ns(0.8μs)。另外,OFDM码元的长度是4μs,因此,扇区切换保护时间,传播延迟保护时间和RCH保护时间的总和可能不总是4的倍数。因此可能通过天花板函数处理执行OFDM元单元的数据传输流量分析。
扇区切换保护时间,传播延迟保护时间和RCH保护时间可以不被反映在其它无线LAN数据传输分析方法中。然而,通过将它们包括在不具有用户数据的部分中,可以根据本发明实施例准确地分析多扇区环境下无线LAN的数据传输流量。
另外,因为数据传输流量的准确分析,能够优化多扇区环境下的无线LAN通信系统的设计。
在根据本发明实施方案示例的无线LAN分析数据流量的方法中,可以实施不同的操作,例如分析在多扇区无线LAN中的数据传输流量,反映扇区切换保护时间和传播延迟保护时间,因此能够准确地分析数据传输流量。
本发明实施例可以在准确的数据传输流量分析的基础上优化多扇区环境的无线LAN通信系统的设计。
前述实施例和优点仅仅是示例,而且不能作为限定本发明的解释。本技术能够容易地应用在其它类型的装置中。本发明的描述本意是举例说明,而不限定权利要求的范围。许多选择,修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。