УСТРОЙСТВО РАДИОПЕРЕДАЧИ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ КАДРОВ МАС
WIRELESS TRANSMISSION APPARATUS AND MAC FRAME TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам радиопередачи и способам передачи кадров MAC.
Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет в отношении заявки на патент Японии № 2009-112066, поданной 1 мая 2009 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Уровень техники
В качестве способов достижения функций высокоуровневого QoS (качества обслуживания), устройства радиопередачи, дополненные функциями адаптивной модуляции для переключения между усилениями системы и пропускными способностями передачи в ответ на колебания качества линий радиопередачи, могут использовать способ установки функций QoS в устройствах радиопередачи, а также способ комбинирования устройств радиопередачи с устройствами передачи кадров MAC, служащими в качестве переключателей второго уровня (L2SW).
В общем, устройства радиопередачи, служащие в качестве источников передачи, осуществляют связь со своими целевыми конечными пунктами передачи посредством множества других устройств радиопередачи. Установка функций QoS во всех устройствах радиопередачи, осуществляющих ретрансляцию связи, может являться причиной множества ненужных функций и бесполезных затрат на установку; вследствие этого, Функции QoS ограниченно устанавливаются в конкретных станциях, нуждающихся в функциях QoS, таких как станции, соединенные с внешними устройствами, и узлы, интегрирующие множество линий. В дополнение к этому, функции QoS могут устанавливаться в общих устройствах радиопередачи между ретрансляционными станциями, осуществляющими ретрансляцию связи в сочетании с внешними L2SW.
Пропускные способности радиолинии, являющиеся более узкими по частотному диапазону, чем проводные сети, нуждаются в функциях QoS для передачи кадров MAC (то есть, кадров, записывающих протоколы MAC), постоянно находящихся в устройствах радиопередачи в соответствии с приоритетами.
Для динамического изменения пропускных способностей в устройствах радиопередачи, функции адаптивной модуляции нуждаются в динамическом изменении установок QoS. В стандартном способе комбинирования существующих L2SW с устройствами радиопередачи, L2SW не в состоянии обнаруживать колебания пропускных способностей радиолинии; вследствие этого, выполнение управления QoS в ответ на пропускные способности радиолинии является невозможным.
Далее, со ссылкой на фиг.6 будет описано стандартное строение переключателя L2SW.
Этот переключатель L2SW выполняет межстанционное управление потоком данных с использованием кадров ПАУЗЫ на основе стандарта IEEE802.3. В соответствии с управлением потоком данных, предписанным стандартом IEEE802.3, в ситуации, когда используемый объем буфера приема превышает предварительно определенное значение, которое является определенным заранее, на противоположные станции передаются кадры ПАУЗЫ, умноженные на временные отрезки ПАУЗЫ, с целью остановки передачи с помощью противоположных станций; в то время как в ситуации, когда используемый объем буфера приема становится более низким, чем предварительно определенное значение, на противоположные станции передаются кадры ПАУЗЫ, умноженные на временной отрезок ПАУЗЫ «0», так чтобы повторно начать передачу с помощью противоположных станций. В этом случае, коллективно останавливается передача всех кадров независимо от приоритетов и управлений полосой пропускания кадров, так что останавливается передача высокоприоритетных кадров; вследствие этого, надежное обеспечение должного управления QoS является трудным.
Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.7 будет описана работа переключателя L2SW (A1), продемонстрированного на фиг.6.
В L2SW (A1) центральный процессор (A2) CPU извлекает кадр (A8) ПАУЗЫ из трафика (A7) приема, так чтобы ввести сигнал (A81) приема и перенаправить его планировщику (A3) в качестве сигнала (А21) обнаружения ПАУЗЫ. В соответствии с управляющим потоком, продемонстрированным на фиг.7, планировщик (A3) осуществляет управление тремя буферами приоритета (A4, A5, A6), соответствующими высокому/среднему/низкому приоритетам, посредством использования сигналов (А31, А32) управления потоком приоритета на основе сигнала (А21) обнаружения ПАУЗЫ.
Логика управления потоком данных планировщика (A3) будет описана далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций по фиг.7.
После приема сигнала (А21) обнаружения ПАУЗЫ от CPU (A2) (этап SA1), планировщик (A3) переключателя L2SW (A1) принимает решение относительно того, осуществляется ли или нет в настоящий момент управление ПАУЗОЙ (этап SA2), причем планировщик (A3) останавливает передачу с использованием буфера (A6) низкого приоритета, если управление ПАУЗОЙ в настоящий момент не осуществляется (этап SA3). В дополнение к этому, планировщик (A3) останавливает передачу с использованием буфера (A5) среднего приоритета, в то время как осуществляется управление ПАУЗОЙ (этап SA6).
Когда планировщик (A3) принимает кадр прекращения ПАУЗЫ, или когда время управления ПАУЗОЙ (то есть, время остановки передачи) превосходит предписанное время, специфицированное посредством поля времени ПАУЗЫ кадра ПАУЗЫ (этап SA4), планировщик (A3) прекращает остановку передачи, так чтобы начать передачу с использованием всех буферов высокого/среднего/низкого приоритета (A4, A5, A6) (этап SA5). Касательно этого, в ситуации, когда вышеуказанное условие не является установленным, планировщик (A3) продолжает остановку передачи с использованием соответствующего буфера приоритета.
Когда переключатель L2SW (A1) комбинируется с устройством радиопередачи, имеющим функцию адаптивной модуляции, как описано выше, устройство радиопередачи испытывает уменьшение его пропускной способности радиопередачи по причине адаптивной модуляции. Когда в трафике радионаправления происходит перегрузка, устройство радиопередачи выдает кадр ПАУЗЫ на L2SW (A1), который, в свою очередь, останавливает передачу буфера (A6) низкого приоритета. После приема кадра ПАУЗЫ снова во время осуществления управления ПАУЗОЙ, переключатель L2SW (A1) останавливает передачу буфера (A5) среднего приоритета. Таким образом, является возможным достижение управления потоком данных, специфицированного для каждого уровня приоритета в ответ на определенное количество раз приема кадров ПАУЗЫ.
Далее, со ссылкой на фиг.8 будет описано стандартное строение одного другого переключателя L2SW. Фиг.9 представляет собой блок-схему последовательности операций, демонстрирующую работу переключателя L2SW (B1), продемонстрированного на Фиг.8.
В переключателе L2SW (B1), формирователь (B3) осуществляет формирование на буфере (B4) передачи на основе сигнала (B21) обнаружения ПАУЗЫ от CPU (B2) в соответствии с управляющим потоком по фиг.9, регулируя, таким образом, скорость передачи сигнала (B41) передачи.
Далее, со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.9 будет описана логика управления формирователя (B3).
После обнаружения кадра ПАУЗЫ (этап SB1), формирователь (B3) начинает формирование с целью уменьшения скорости передачи буфера (B4) передачи (этап SB2). После приема кадра прекращения ПАУЗЫ или по истечении предписанного времени, специфицированного в поле времени ПАУЗЫ кадра ПАУЗЫ (этап SB3), формирователь (B3) останавливает формирование (этап SB4), так чтобы повторно начать передачу данных с первоначальной скоростью передачи (этап SB5). После приема кадра ПАУЗЫ снова во время осуществления управления ПАУЗОЙ, формирователь (B3) дополнительно уменьшает его скорость передачи так, чтобы осуществлять прием кадра прекращения ПАУЗЫ или повтор вышеуказанной операции до тех пор, пока не истечет время ПАУЗЫ.
Когда переключатель L2SW (B1) комбинируется с устройством радиопередачи, имеющим функцию адаптивной модуляции, как описано выше, является возможным осуществлять управление скоростью передачи посредством кадра ПАУЗЫ, причем устройство радиопередачи испытывает уменьшение его пропускной способности радиопередачи по причине адаптивной модуляции. Когда в трафике радионаправления происходит перегрузка, кадр ПАУЗЫ передается на переключатель L2SW (B1), который, в свою очередь, уменьшает его скорость передачи в ответ на определенное количество раз приема кадров ПАУЗЫ; это делает возможным предотвращение перегрузки трафика радионаправления.
В строении, продемонстрированном на фиг.6 и фиг.8, в котором существующий L2SW является скомбинированным с устройством радиопередачи, L2SW способен обнаруживать перегруженное состояние устройства радиопередачи на основе определенного количества раз приема только кадра ПАУЗЫ; вследствие этого, переключатель L2SW способен уведомлять о простой информации. Переключатель L2SW (A1), продемонстрированный на фиг.6, выполняет управление потоком данных по каждому приоритету, в то время как переключатель L2SW (B1), продемонстрированный на фиг.8, обновляет его скорость передачи; вследствие этого, каждый из них способен осуществлять управление одиночным элементом. С простым управлением потоком данных по каждому приоритету, является невозможным осуществление управления QoS для надежного обеспечения соответствующего отношения кадров передачи на каждый приоритет.
Поскольку существующий переключатель L2SW начинает свое управление посредством приема множества кадров ПАУЗЫ, L2SW применяет задержку между временем колебаний пропускных способностей радиолинии и временем обновления его скорости передачи или временем осуществления управления потоком данных; это может являться препятствием при стабилизации качества линий радиопередачи. В дополнение к этому, существующее управление L2SW неспособно отслеживать непрерывные колебания пропускных способностей радиолинии.
Необходимой является установка в каждом устройстве радиопередачи буфера относительно большой пропускной способности с целью непрерывного приема кадров без исключения во время задержки до обнаружения перегруженного состояния переключателя L2SW в его трафике радионаправления. Установка буфера большой пропускной способности в каждом устройстве радиопередачи сравнима с установкой функции QoS индивидуально в каждом устройстве радиопередачи, поскольку она обеспечивает относительно малое количество функций и увеличивает затраты на установку; вследствие этого, она является трудно достижимой практически.
В общем, качество передачи сигналов системы радиосвязи зависит от условий линий радиопередачи; вследствие этого, для надежного обеспечения минимального качества связи обычная мощность приема во время работы устанавливается на более высокую, чем предписанная мощность приема. Во время работы в обычном режиме линии радиопередачи могут испытывать уменьшенную устойчивость к колебаниям, но пропускные способности могут быть увеличены посредством применения способа многозначной модуляции. Независимо от низкокачественных линий радиопередачи, является возможным предотвращение мгновенного сбоя мощности линий радиопередачи посредством применения способа модуляции (с малым многозначным числом), демонстрирующего, однако, высокую устойчивость к колебаниям линий радиопередачи, который, в свою очередь, влечет за собой уменьшение пропускных способностей передачи. То есть, когда в ответ на условия линий радиопередачи способ модуляции изменяется, является возможным максимизировать пропускные способности радиолинии, и тем самым надежно обеспечить минимальный объем пропускных способностей радиолинии. Это называется, например, способом адаптивной модуляции, который является раскрытым в Патентном документе 1.
В общем, пропускные способности радиолинии являются меньшими, чем диапазоны частот проводных сетей, и устройства радиосвязи могут аккумулировать кадры в буферах относительно импульсных сигналов, передаваемых с помощью LAN (локальных сетей); вследствие этого, является необходимым выполнение управления QoS для передачи кадров MAC в порядке кадров с более высоким приоритетом при радиопередаче.
Патентный документ 2 и Патентный документ 3 раскрывают техники, использующие кадры ПАУЗЫ на основе стандарта IEEE802.3, причем они выполняют управление потоком данных и регулирование полосы пропускания связи не в блоках портов, а по каждому приоритету.
Патентные документы
Патентный документ 1: публикация заявки на патент Японии № S57-159148
Патентный документ 2: публикация заявки на патент Японии № 2004-104427
Патентный документ 3: публикация заявки на патент Японии № 2006-33713
Раскрытие изобретения
По причине динамических колебаний пропускных способностей радиолинии благодаря адаптивной модуляции, устройства радиопередачи, передающие сигналы LAN от сети пользователя, нуждаются в динамическом изменении установок QoS, включающих в себя ограничения полосы пропускания, обеспечение полосы пропускания и управление приоритетами, в ответ на колебания пропускных способностей радиолинии.
Базовые радиостанции LAN, то есть, устройства радиопередачи с функциями с высокой степенью передачи кадров MAC, способны осуществлять функции выполнения управления QoS при передаче кадров MAC посредством радиосвязи, а также для изменения установок QoS в ответ на пропускные способности радиолинии, однако, при рассмотрении функций и затрат на установку, является практически трудным осуществление функций с высокой степенью передачи кадров MAC с помощью простых устройств радиопередачи типа P-P, каждое из которых способно просто передавать сигналы на одиночную аналогичную радиостанцию.
Простые устройства радиопередачи типа P-P способны осуществлять функции высокой степени QoS в устройствах радиопередачи, когда функции высокой степени QoS могут быть предварительно установлены на внешних устройствах передачи кадров MAC, таких как L2SW и маршрутизаторы. В случае способа адаптивной модуляции, испытывающего динамические колебания пропускных способностей радиолинии, устройства радиопередачи, однако, нуждаются в дополнительных средствах для отправки уведомления о текущих пропускных способностях радиолинии на устройства передачи кадров MAC.
Простые устройства радиопередачи типа P-P нуждаются в осуществлении функций обработки протокола заново, даже когда устройства радиопередачи и устройства передачи кадров MAC взаимно осуществляют конкретные протоколы с целью осуществления функций уведомления о текущих пропускных способностях радиолинии. Эта технология является практически трудно достижимой при рассмотрении функций и затрат на установку, схожих с вышеизложенной сложностью при индивидуальной установке функций QoS.
Когда устройства передачи кадров MAC не справляются с вышеуказанными протоколами, устройства радиопередачи могут передавать ненужные кадры MAC, в то время как устройства передачи кадров MAC могут перенаправлять кадры управления без их конечных пунктов назначения в направлении пользовательских сетей, непроизводительно расходуя, таким образом, сетевой трафик.
Способ регулирования полосы пропускания связи, раскрытый в Патентном документе 1 и Патентном документе 2, изобретен в целях решения вышеуказанной проблемы.
Данный способ регулирования полосы пропускания связи осуществляет оценку перегруженного состояния каждого устройства радиопередачи в ответ на определенное количество раз приема кадров ПАУЗЫ в пределах определенного отрезка времени; это влечет за собой задержку при подсчете количества кадров ПАУЗЫ, так что данный способ является не может осуществлять переключение между установками QoS с целью отслеживания условий непрерывно колеблющихся пропускных способностей радиолинии в соответствии со способом адаптивной модуляции.
Поскольку сигналы LAN обычно передаются в виде блоков кадров, каждый приемник нуждается в установке буфера приема с пропускной способностью в один или более кадров, в то время как стандартный способ, начинающий управление потоком данных после приема множества кадров ПАУЗЫ, нуждается в определенной задержке перед началом управления потоком данных. То есть, является необходимым обеспечение буфера приема с большой пропускной способностью, что предоставит каждому устройству радиопередачи возможность приема кадров MAC от каждого устройства передачи кадров MAC, не вызывая переполнения.
Вышеуказанное решение относится лишь к передаче информации в ответ на определенное количество раз приема кадров ПАУЗЫ, но осуществление передачи информации, необходимой для обновления множества установок QoS, таких как значения ограничения полосы пропускания и логика управления приоритетами, посредством простой процедуры управления для управления остановкой передачи пакетов конкретного приоритета, или для обновления скоростей передачи целиком на портах, является невозможным.
Настоящее изобретение реализовано при рассмотрении вышеизложенных обстоятельств, причем его целью является обеспечение устройства радиопередачи и способа передачи кадров MAC, которые осуществляют функцию динамического изменения пропускных способностей радиолинии во время осуществления адаптивной модуляции, и которые способны динамически изменять установки QoS с целью отслеживания колебаний пропускных способностей радиолинии.
Настоящее изобретение относится к устройству радиопередачи, соединяющему в себе устройство радиопередачи, оснащенное функцией адаптивной модуляции для переключения между его пропускной способностью радиопередачи в ответ на колебания качеств линий радиопередачи, и устройство передачи кадров MAC для определения и управления качеством связи. Устройство передачи кадров MAC осуществляет обнаружение текущей пропускной способности радиопередачи из кадра ПАУЗЫ, перенаправленного от устройства радиопередачи с функцией адаптивной модуляции, так что устройство передачи кадров MAC выбирает установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи, из множества установок QoS, установленных заранее, выполняет операцию управления на основе выбранной установки QoS относительно сигнала LAN от сети пользователя, и затем перенаправляет его на устройство радиопередачи с функцией адаптивной модуляции. Устройство радиопередачи с функцией адаптивной модуляции определяет способ модуляции на основе мощности приема сигнала приема, переданного от аналогичной радиостанции, так что устройство радиопередачи осуществляет мультиплексирование кадра ПАУЗЫ со способом модуляции и выдает его на устройство передачи кадров MAC, в то время как устройство радиопередачи модулирует сигнал LAN, перенаправленный от устройства передачи кадров MAC, и передает его на аналогичную радиостанцию.
Настоящее изобретение относится к способу передачи кадров MAC, выполненному с возможностью осуществления радиосвязи с использованием способа адаптивной модуляции для переключения между пропускной способностью радиопередачи в ответ на колебания качеств линий радиопередачи. В настоящем документе, определяют способ модуляции на основе мощности приема сигнала приема, переданного от аналогичной радиостанции; мультиплексируют кадр ПАУЗЫ со способом модуляции; обнаруживают текущую пропускную способность радиопередачи из кадра ПАУЗЫ, мультиплексированного со способом модуляции; выбирают установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи, из множества установок QoS, установленных заранее; выполняют операцию управления на основе выбранной установки QoS на сигнале LAN от сети пользователя; затем, модулируют сигнал LAN на основе способа модуляции и передают его на аналогичную радиостанцию.
В настоящем изобретении устройство радиопередачи осуществляет кодирование текущего способа модуляции и его мультиплексирование в поле времени ПАУЗЫ кадра ПАУЗЫ, который затем перенаправляется на устройство передачи кадров MAC. Это предоставляет устройству передачи кадров MAC возможность обнаружения способа модуляции, подходящего для пропускной способности радиопередачи. В дополнение к этому, устройство передачи кадров MAC способно переключаться на установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи, в пределах множества установок QoS, установленных заранее. Устройство радиопередачи и устройство передачи кадров MAC независимо устанавливаются в отдельных корпусах, в которых многозначное число (то есть, значение, специфицирующее пропускную способность радиопередачи) способа модуляции увеличивается так, что кадр высокого приоритета кадра MAC подвергается передаче SP, когда линии радиопередачи демонстрируют хорошее качество, в то время как многозначное число уменьшается, когда качество линий радиопередачи понижается по причине ухудшения атмосферных условий, так что кадры MAC всех приоритетов подвергаются передаче WRR с целью предотвращения того, чтобы пропускная способность радиопередачи была занята кадрами высокого приоритета. Таким образом, устройство радиопередачи и устройство передачи кадров MAC способны кооперировать друг с другом, так чтобы достигать установки QoS, подходящей для пропускной способности радиопередачи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - структурная диаграмма, демонстрирующая общее строение системы радиосвязи, принимающей устройство радиопередачи в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретение.
Фиг.2 - структурная диаграмма, демонстрирующая внутреннее строение блока управления качеством связи устройства передачи кадров MAC, включенного в состав устройства радиопередачи в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
Фиг.3 - иллюстрация формата кадра ПАУЗЫ, предписанного стандартом IEEE802.3.
Фиг.4 - блок-схема последовательности операций, демонстрирующая процесс переключения установки QoS, выполняемый посредством блока определения качества связи устройства передачи кадров MAC.
Фиг.5 - структурная диаграмма, демонстрирующая строение устройства радиопередачи в соответствии с одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 6 - структурная диаграмма, демонстрирующая строение стандартного переключателя L2SW.
Фиг.7 - блок-схема последовательности операций, демонстрирующая логику управления потоком данных планировщика в переключателе L2SW по фиг.6.
Фиг.8 - структурная диаграмма, демонстрирующая строение одного другого стандартного переключателя L2SW.
Фиг.9 - блок-схема последовательности операций, демонстрирующая логику управления формирователем в переключателе L2SW по Фиг.8.
Фиг.10 - иллюстрация установки QoS, устанавливаемой по каждой пропускной способности радиопередачи.
Осуществление изобретения
Устройство радиопередачи по настоящему изобретению включает в себя устройство радиопередачи, имеющее функцию адаптивной модуляции (далее в настоящем документе именуемое как "устройство радиопередачи с функцией адаптивной модуляции"), а также устройство передачи кадров MAC. Данное устройство радиопередачи с функцией адаптивной модуляции осуществляет кодирование данных, представляющих текущую пропускную способность радиопередачи, так чтобы осуществлять их мультиплексирование с кадром ПАУЗЫ на основе стандарта IEEE802.3, так чтобы мультиплексированный кадр ПАУЗЫ передавался через кадр MAC, выполненный с возможностью манипулирования кадрами MAC на основе стандарта IEEE802.3, уведомляя, таким образом, внешнее устройство о пропускной способности радиопередачи. Благодаря применению адаптивной модуляции, внешнее устройство передачи кадров MAC применяется при динамических колебаниях пропускной способности радиопередачи, переключая, таким образом, установку QoS с целью соответствия текущей пропускной способности радиопередачи.
Далее, со ссылкой на сопроводительные чертежи, будет детально описано устройство радиопередачи в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.1 представляет собой структурную диаграмму, демонстрирующую общее строение системы радиосвязи. В настоящем документе устройство радиопередачи по настоящему варианту осуществления включает в себя устройство А (10) передачи кадров MAC и устройство А (20) радиопередачи. Устройство 10 передачи кадров MAC включает в себя блок 11 управления качеством радиосвязи и блок 12 определения качества радиосвязи. Устройство 20 радиопередачи включает в себя радиопередатчик 21, радиоприемник 22, блок 23 генерирования кадров и блок 24 определения адаптивной модуляции.
Устройство радиопередачи по настоящему варианту осуществления имеет такое же самое строение, как и переключатель второго уровня (L2SW) или маршрутизатор. То есть, устройство 10 передачи кадров MAC вставляет адрес конечного пункта назначения и другие идентификаторы в кадр MAC, в то же время вставляя адрес конечного пункта назначения мультиплексированных данных и другие идентификаторы в информационное наполнение кадра MAC, осуществляя, таким образом, сортировку (переключение) на порты конечных пунктов назначения и, тем самым, осуществляя управление приоритетами, ограничением полосы пропускания или подобное этому. Устройство 20 радиопередачи осуществляет передачу кадров MAC, мультиплексированных с кадрами радиосвязи, на аналогичную радиостанцию.
Блок 11 управления качеством связи устройства 10 передачи кадров MAC вводит сигнал 100 LAN от сети (50) пользователя и выполняет управление QoS на основе сигнала 121 управления качеством связи от блока 12 определения качества связи, выдавая, таким образом, сигнал 111 LAN, представляющий его рабочий результат, на устройство 20 радиопередачи.
Блок 12 определения качества связи устройства 10 передачи кадров MAC вводит сигнал 231 LAN от устройства 20 радиопередачи, чтобы обнаруживать текущую пропускную способность радиопередачи на основе кадра ПАУЗЫ, включенного в сигнал 231 LAN 231, так чтобоы блок 12 определения качества связи выбрал установку QoS, соответствующую пропускной способности радиопередачи, из множества установок QoS, каждая из которых установлена заранее по каждой пропускной способности радиопередачи, выдавая, таким образом, сигнал 121 управления качеством связи на блок 11 управления качеством связи.
Блок 21 радиопередачи устройства 20 радиопередачи вводит сигнал LAN от устройства 10 передачи кадров MAC, так чтобы выполнять модуляцию, специфицированную посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции, выданного от блока 24 определения адаптивной модуляции, осуществляя, таким образом, передачу сигнала 211 радиопередачи, представляющего его рабочий результат, на устройство B (30) радиопередачи.
Радиоприемник 22 устройства 20 радиопередачи осуществляет демодуляцию сигнала 301 приема радиосвязи от аналогичной радиостанции (то есть, устройства радиопередачи, включающего в себя устройство B (30) радиопередачи и устройство B (40) передачи кадров MAC) на основе способа модуляции, о котором было получено уведомление от блока 24 определения адаптивной модуляции. Более конкретно, радиоприемник 22 вводит сигнал 301 приема радиосвязи от устройства 30 радиопередачи, чтобы осуществлять демодуляцию сигнала 301 приема радиосвязи на основе способа модуляции, специфицированного посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции блока 24 определения адаптивной модуляции, так чтобы блок 23 генерирования кадров выдавал сигнал 231 LAN на устройство 10 передачи кадров MAC.
Блок 24 определения адаптивной модуляции устройства 20 радиопередачи определяет способ модуляции на основе сигнала 221 мониторинга мощности приема от радиоприемника 22, с тем чтобы перенаправлять сигнал 241 уведомления о способе модуляции на радиопередатчик 21, радиоприемник 22, а также блок 23 генерирования кадров. Более конкретно, блок 24 определения адаптивной модуляции осуществляет обнаружение мощности приема радиосвязи от устройства 30 радиопередачи, служащего в качестве аналогичной радиостанции, на основе сигнала 221 мониторинга мощности приема от радиоприемника 22, причем мощность приема радиосвязи сравнивается с предварительно определенным порогом, с тем чтобы изменять способ модуляции так, чтобы блок 24 определения адаптивной модуляции генерировал сигнал 241 уведомления о способе модуляции, представляющий выбранный способ модуляции, так чтобы передавать его на радиопередатчик 21, радиоприемник 22, а также блок 23 генерирования кадров.
Блок 12 определения качества связи устройства 10 передачи кадров MAC вводит сигнал 231 LAN от устройства 20 радиопередачи, с тем чтобы извлекать кадр ПАУЗЫ из сигнала 231 LAN, причем блок 12 определения качества связи дополнительно извлекает информацию о пропускной способности радиопередачи, мультиплексированную с кадром ПАУЗЫ, обнаруживая, таким образом, текущую пропускную способность радиопередачи.
На основе текущей пропускной способности радиопередачи из множества установок QoS (см. фиг.10), каждая из которых заранее устанавливается по каждой пропускной способности радиопередачи, выбирается установка QoS, соответствующая текущей пропускной способности радиопередачи, и описывается в сигнале 121 управления качеством связи, который затем перенаправляется на блок 11 управления качеством связи.
Фиг.2 представляет собой структурную диаграмму, демонстрирующую внутреннее строение блока 11 управления качеством связи устройства 10 передачи кадров MAC.
В блоке 11 управления качеством связи, продемонстрированном на фиг.2, блок 11-1 анализа кадра вводит сигнал 100 LAN от сети A (50) пользователя, с тем чтобы осуществлять анализ приоритета перенаправления кадра на основе значения конкретного поля, заранее установленного в текущем кадре, сохраняя, таким образом, сигнал 11-11 передачи приоритета по каждому приоритету в буфере 11-2. Блок 11-3 управления приоритетами блока 11 управления качеством связи извлекает кадр в качестве сигнала 11-21 передачи приоритета из буфера 11-2 по каждому приоритету в соответствии с логикой управления приоритетами, специфицированной посредством сигнала 121 управления приоритетами. Блок 11-4 управления полосой пропускания блока 11 управления качеством связи выдает кадр в качестве сигнала 111 LAN на устройство 20 радиопередачи, в то же время, регулируя кадр так, чтобы его интервал кадра не превышал значения ограничения полосы пропускания, специфицированного посредством сигнала 121 управления приоритетами.
Радиопередатчик 21 устройства 20 радиопередачи осуществляет модуляцию сигнала 111 LAN от устройства 10 передачи кадров MAC в соответствии со способом модуляции, специфицированным посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции блока 24 определения адаптивной модуляции, передавая его, таким образом, на устройство B (30) радиопередачи, служащее в качестве аналогичной радиостанции.
В устройстве радиопередачи по настоящему варианту осуществления устройство 10 передачи кадров MAC со множеством функций для передачи кадров MAC осуществляет прием кадра ПАУЗЫ, мультиплексированного с информацией о пропускной способности радиопередачи, от устройства 20 радиопередачи, с тем чтобы обнаруживать текущую пропускную способность радиопередачи, осуществляя, таким образом, переключение на соответствующую установку QoS среди множества установок QoS, каждая из которых является установленной заранее по каждой пропускной способности радиопередачи. Это обеспечивает возможность переключения на установку QoS, подходящую для текущей пропускной способности радиопередачи.
Далее, будет детально описана работа устройства 10 передачи кадров MAC. В целях упрощения описания, на устройстве 10 передачи кадров MAC являются установленными четыре ступени приоритетов; логика управления приоритетами использует только взвешенный циклический алгоритм диспетчеризации (WRR); используется комбинация двух типов, а именно, строгой приоритетности (SP) и WRR; и используются два типа способов модуляции радиосвязи, то есть, 64QAM и QPSK.
Блок 11 управления качеством связи устройства 10 передачи кадров MAC, продемонстрированного на фиг.1, осуществляет ввод сигнала 100 LAN от сети 50 пользователя, с тем чтобы выполнять управление QoS сигналом 100 LAN на основе сигнала 121 управления качеством связи блока 12 определения качества связи, выдавая, таким образом, сигнал LAN на устройство 20 радиопередачи.
Блок 11-1 анализа кадра блока 11 управления качеством связи, продемонстрированного на фиг.2, осуществляет анализ приоритета сигнала 100 LAN от сети 50 пользователя на основе идентификатора приоритета кадра MAC, предписанного посредством стандарта IEEE802.1P, сохраняя, таким образом, результат анализа в качестве сигнала 11-11 передачи приоритета в буфере 11-2, разделенном по каждому приоритету. Блок 11-3 управления приоритетами извлекает сигнал 11-21 передачи приоритета из буфера 11-2 в качестве одного из кадров MAC, сохраненных в порядке приоритета в соответствии с предварительно определенной логикой управления приоритетами. Блок 11-4 управления полосой пропускания регулирует интервалы кадров MAC, с тем чтобы полоса пропускания сигнала 11-21 передачи приоритета не превышала предварительно определенного частотного диапазона, выдавая, таким образом, сигнал 111 LAN на устройство 20 радиопередачи.
Блок 12 определения качества связи вводит сигнал 231 LAN от устройства 20 радиопередачи, с тем чтобы обнаруживать пропускную способность радиопередачи из кадра ПАУЗЫ, включенного в сигнал 231 LAN, так чтобы из множества установок QoS, каждая из которых является заранее установленной по каждой пропускной способности радиопередачи, выбиралась соответствующая установка QoS, перенаправляя, таким образом, сигнал 121 управления связью на блок 11 управления качеством связи.
Фиг.3 демонстрирует формат кадра ПАУЗЫ, предписанный посредством стандарта IEEE802.3.
Блок 12 определения качества связи извлекает информацию о пропускной способности радиопередачи из временного поля F1 кадра ПАУЗЫ, продемонстрированного на Фиг.3, определяя, таким образом, осуществлять ли переключение установки QoS.
Фиг.4 представляет собой блок-схему последовательности операций, демонстрирующую процесс переключения установки QoS в блоке 12 определения качества связи устройства 10 передачи кадров MAC. Фиг.10 демонстрирует примеры установок QoS.
Далее, со ссылкой на фиг.1-3, а также на фиг.10, в соответствии с блок-схемой последовательности операций по фиг.4, будет описан процесс переключения установки QoS блока 12 определения качества связи.
(Этап S1)
Блок 12 определения качества связи принимает кадр ПАУЗЫ.
(Этап S2)
Блок 12 определения качества связи принимает решение, является ли или нет значение, описанное во временном поле F1 кадра ПАУЗЫ либо «0х0000», либо «0xFFFF», причем последовательность переходит к этапу S5, когда результатом решения является «Да», в то время как последовательность переходит к этапу S3, когда результатом решения является «Нет».
(Этап S3)
Блок 12 определения качества связи принимает решение, является ли или нет значение, описанное во временном поле F1 кадра ПАУЗЫ «0х0001», причем последовательность переходит к этапу S6, когда результатом решения является «Да», в то время как последовательность переходит к этапу S4, когда результатом решения является «Нет».
(Этап S4)
Блок 12 определения качества связи выбирает позицию «Установка 1 QoS», продемонстрированную на фиг.10, и затем последовательность возвращается к этапу S1. Установка 1 QoS представляет собой четыре ступени приоритетов с использованием взвешенного циклического алгоритма диспетчеризации (WRR) (то есть, логика управления приоритетами = 4WRR), ограничивая, таким образом, полосу пропускания связи до 100 Мбит/с (то есть, значение ограничения полосы пропускания = 100 Мбит/с).
(Этап S5)
Блок 12 определения качества связи прекращает переключение установки QoS, после чего осуществляется обычное управление ПАУЗОЙ.
(Этап S6)
Блок 12 определения качества связи выбирает позицию «Установка 2 QoS», и затем последовательность возвращается к этапу S1. Установка 2 QoS представляет собой наиболее высокий приоритет из четырех ступеней приоритетов с использованием строгой приоритетности (SP), в то же время представляя три оставшихся приоритета с использованием WWR (то есть, логика управления приоритетами = 1SP+3WRR), ограничивая, таким образом, полосу пропускания связи до 200 Мбит/с (то есть, значение ограничения полосы пропускания = 200 Мбит/с).
Посредством вышеуказанного процесса блок 12 определения качества связи извлекает информацию о пропускной способности радиопередачи из кадра ПАУЗЫ, выданного от устройства 20 радиопередачи, с тем чтобы выбирать требуемую установку QoS из множества установок QoS, выдавая, таким образом, сигнал 121 управления качеством связи на блок 11 управления качеством связи.
Далее будет описан способ адаптивной модуляции.
В общем, способ модуляции с более высоким многозначным числом ведет к увеличению пропускной способности радиопередачи, в то время как устойчивость к колебаниям уменьшается в линии радиопередачи. В противовес этому, меньшее многозначное число ведет к уменьшению пропускной способности радиопередачи, в то время как устойчивость к колебаниям увеличивается в линии радиопередачи. То есть, устройство радиопередачи, применяющее способ адаптивной модуляции, использует способ многозначной модуляции с хорошей частотной доступностью и эффективностью, когда может надежно обеспечиваться достаточно высокая мощность приема с использованием линий радиопередачи, демонстрирующих хорошее качество при отличной погоде, в то время как оно переключается на другой способ модуляции (с малым многозначным числом), демонстрирующий большую разность между мощностью передачи и минимальной мощностью приема для поддержания минимального качества (то есть, высокого коэффициента усиления системы), когда линии радиопередачи демонстрируют плохое качество по причине дождя, так что способ многозначной модуляции может ухудшать качество сигналов передачи.
Как описано выше, настоящий вариант осуществления способен увеличивать пропускную способность радиопередачи в обычном режиме, в то же время надежно обеспечивая передачу высокоприоритетных сигналов независимо от качества линий радиопередачи.
Таким образом, блок 24 определения адаптивной модуляции устройства 20 радиопередачи выбирает 64QAM в качестве своего способа модуляции на основе сигнала 221 мониторинга мощности приема от радиоприемника 22, когда мощность приема является более высокой, чем предварительно определенное значение; в то время как блок 24 определения адаптивной модуляции выбирает QPSK в качестве своего способа модуляции, когда мощность приема является более низкой, чем предварительно определенное значение. Блок 24 определения адаптивной модуляции выдает сигнал 241 уведомления о способе модуляции, представляющий выбранный способ модуляции, на радиопередатчик 21, радиоприемник 22, а также блок 23 генерирования кадров.
Радиопередатчик 21 устройства 20 радиопередачи вводит сигнал 111 LAN от устройства 10 передачи кадров MAC, с тем чтобы выполнять модуляцию сигнала 111 LAN в соответствии со способом модуляции, специфицированным посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции блока 24 определения адаптивной модуляции, передавая, таким образом, сигнал 211 радиопередачи на устройство 30 радиопередачи, служащее в качестве аналогичной радиостанции. В дополнение к этому, радиоприемник 22 принимает сигнал 301 приема радиосвязи от устройства 30 радиопередачи, с тем чтобы осуществлять демодуляцию сигнала 301 приема радиосвязи на основе способа модуляции, специфицированного посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции блока 24 определения адаптивной модуляции, выдавая, таким образом, сигнал 231 LAN на устройство 10 передачи кадров MAC через блок 23 генерирования кадров. Более того, радиоприемник 22 обнаруживает мощность приема сигнала 301 приема радиосвязи, с тем чтобы осуществлять перенаправление сигнала 221 мониторинга мощности приема на блок 24 определения адаптивной модуляции.
Блок 23 генерирования кадров осуществляет кодирование способа модуляции, специфицированного посредством сигнала 241 уведомления о способе модуляции блока 24 определения адаптивной модуляции, когда способ модуляции меняется, причем временное поле F1 кадра ПАУЗЫ (см. Фиг.3) мультиплексируется с «0х0001», когда выбирается 64QAM, или с «0х0002», когда выбирается QPSK, например, так что сигнал демодуляции от радиоприемника 22 вместе с мультиплексированным кадром ПАУЗЫ выдается в качестве сигнала 231 LAN на устройство 10 передачи кадров MAC.
В устройстве радиопередачи по настоящему варианту осуществления, описанном выше, устройство 20 радиопередачи с функцией адаптивной модуляции осуществляет кодирование текущего выбранного способа модуляции и мультиплексирует его с временным полем F1 кадра ПАУЗЫ, перенаправляя, таким образом, мультиплексированный кадр ПАУЗЫ на устройство 10 передачи кадров MAC. Это предоставляет устройству 10 передачи кадров MAC возможность обнаруживать способ модуляции (то есть, пропускную способность радиопередачи) устройства 20 радиопередачи. В дополнение к этому, это предоставляет устройству 10 передачи кадров MAC, в котором установка QoS на каждую пропускную способность радиопередачи является зарегистрированной заранее, возможность осуществлять переключение на требуемую установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи, обнаруженной посредством блока 12 определения качества связи.
Таким образом, в устройстве радиопередачи по настоящему варианту осуществления устройство 10 передачи кадров MAC и устройство 20 радиопередачи с функцией адаптивной модуляции являются индивидуально установленными в отдельных корпусах, причем кадр наиболее высокого приоритета среди кадров MAC подвергается передаче SP посредством увеличения многозначного числа способа модуляции (то есть, пропускной способности радиопередачи), когда линии радиопередачи демонстрируют хорошее качество, в то время как многозначное число способа модуляции уменьшается, когда качество линий радиопередачи ухудшается по причине плохих погодных условий. Это предотвращает занятие пропускной способности радиопередачи кадрами высокого приоритета, достигая, таким образом, передачи WRR при всех приоритетах. В дополнение к этому, устройство 20 радиопередачи кооперирует с устройством 10 передачи кадров MAC, делая, таким образом, возможным переключение на установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи.
В настоящем варианте осуществления информация о пропускной способности радиопередачи мультиплексируется с кадром ПАУЗЫ, перенаправленным от устройства 20 радиопередачи на устройство 10 передачи кадров MAC, так что устройство 10 передачи кадров MAC извлекает информацию о пропускной способности радиопередачи. По сравнению со стандартным способом, в котором перегруженное состояние устройства радиопередачи оценивается на основе определенного количества раз приема кадров ПАУЗЫ в течение определенного промежутка времени, настоящий вариант осуществления способен обнаруживать пропускную способность радиопередачи в короткое время, посредством чего устройство 10 передачи кадров MAC способно осуществлять переключение установки QoS с целью отслеживания непрерывно варьирующегося условия пропускной способности радиопередачи по причине адаптивной модуляции.
Когда пропускная способность радиопередачи уменьшается по причине высокоскоростного переключения установки QoS посредством устройства 10 передачи кадров MAC, является возможным быстрое уменьшение скорости передачи устройства 10 передачи кадров MAC, с тем чтобы уменьшить объем кадров LAN, постоянно находящихся в устройстве 20 радиопередачи, посредством чего является возможным предотвращение переполнения кадров LAN даже в ситуации, когда используется буфер приема малой пропускной способности. Другими словами, является возможным уменьшение пропускной способности (размера) буфера приема, используемого для передачи сигналов LAN от устройства 10 передачи кадров MAC на устройство 20 радиопередачи.
Поскольку уведомление информацией о пропускной способности радиопередачи осуществляется с использованием кадров ПАУЗЫ на основе стандарта IEEE802.3, настоящее изобретение должно заканчиваться посредством моста, переключателя L2SW или маршрутизатора в соответствии с предписанием стандарта IEEE802.3. Даже когда устройство радиопередачи соединено с устройством передачи кадров MAC, которое не в состоянии обнаруживать информацию о пропускной способности радиопередачи из кадров ПАУЗЫ, является возможным предотвращение ненужного потребления сетевого трафика, поскольку кадры ПАУЗЫ, мультиплексированные с информацией о пропускной способности радиопередачи, на сеть пользователя не передаются. С другой стороны, когда существующее устройство радиопередачи соединено с устройством передачи кадров MAC, которое не в состоянии обнаруживать информацию о пропускной способности радиопередачи из кадров ПАУЗЫ, устройство передачи кадров MAC может осуществлять передачу кадров ПАУЗЫ на сеть пользователя, с тем чтобы расходовать без необходимости сетевой трафик, поскольку для уведомления об информации о пропускной способности радиопередачи необходим индивидуальный кадр управления.
Поскольку настоящий вариант осуществления выполнен так, чтобы устройство 10 передачи кадров MAC и устройство 20 радиопередачи с функцией адаптивной модуляции были индивидуально установлены в отдельных корпусах, возможным является сужение функциональности устройства 20 радиопередачи до функции радиосвязи, причем возможным является использование стандартных устройств радиопередачи совместно с учетом радиостанций, способных соединяться с другими устройствами радиопередачи, узлами, каждый из которых интегрирует множество линий, а также с ретрансляционными станциями для простой ретрансляции радиосигналов; вследствие этого, возможным является уменьшение затрат на облегчение устройств радиопередачи и упрощение работ по обслуживанию.
Устройство радиопередачи по настоящему варианту осуществления (см. фиг.1) осуществляет передачу способа модуляции, который кодируется и вставляется во временное поле F1 кадра ПАУЗЫ, продемонстрированного на фиг.3; но это не является ограничением. Например, возможным является кодирование и вставка пропускной способности радиопередачи во временное поле F1 ПАУЗЫ, или возможным является мультиплексирование информации о пропускной способности радиопередачи. Блок 11-1 анализа кадра, продемонстрированный на фиг.2, осуществляет анализ посредством использования идентификаторов приоритетов кадров MAC, предписанных посредством стандарта IEEE802.1P; но это не является ограничением. Например, возможным является осуществление анализа посредством использования поля ToS пакета IPv4, предписанного стандартом REF791, поля TC пакета IPv6, предписанного стандартом RFC2470, или поля MPLS-EXP, предписанного стандартом RFC3270, каждое из которых мультиплексируется с информационным наполнением кадра MAC.
В устройстве радиопередачи по настоящему варианту осуществления устройство 20 радиопередачи с функцией адаптивной модуляции осуществляет уведомление информацией о пропускной способности радиопередачи устройства 10 передачи кадров MAC, которое, в свою очередь, осуществляет переключение установки QoS в ответ на пропускную способность радиопередачи; но это не является ограничением. Например, установка QoS мультиплексируется с полем F2 заполнения незначащей информацией кадра ПАУЗЫ, продемонстрированного на фиг.3, предоставляя, таким образом, устройству 20 радиопередачи возможность определения напрямую установки QoS устройства 10 передачи кадров MAC.
В настоящем варианте осуществления устройство 10 передачи кадров MAC использует четыре ступени приоритетов, с тем чтобы определять логику управления приоритетами посредством использования WRR или посредством использования комбинации SP и WRR, в то время как устройство 20 радиопередачи использует два типа способов модуляции, то есть, 64QAM и QPSK, в качестве его функции адаптивной модуляции; но это не является ограничением. Настоящее изобретение способно соответствующим образом увеличивать количество ступеней приоритетов, количество логик управления приоритетами, а также количество типов способов модуляции; в дополнение к этому, настоящее изобретение способно легко расширять установку QoS.
Фиг.5 представляет собой структурную диаграмму, демонстрирующую строение устройства радиопередачи в соответствии с одним другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Устройство радиопередачи, продемонстрированное на фиг.1, использует конфигурацию для соединения устройства 10 передачи кадров MAC и устройства 20 радиопередачи способом «один к одному», в то время как устройство радиопередачи, продемонстрированное на фиг.5, использует конфигурацию для соединения множества устройств радиопередачи (то есть, устройства A1 (81) радиопередачи, устройства A2 (83) радиопередачи и устройства A3 (85) радиопередачи) с устройством A (70) передачи кадров MAC. В настоящем документе устройство 81 радиопередачи осуществляет передачу сигнала 201 радиопередачи и принимает сигнал 400 приема радиосвязи; устройство 83 радиопередачи осуществляет передачу сигнала 301 радиопередачи и принимает сигнал 500 приема радиосвязи; а устройство 85 радиопередачи осуществляет передачу сигнала 401 радиопередачи и принимает сигнал 600 приема радиосвязи.
Устройство радиопередачи, продемонстрированное на фиг.5, комбинирует множество линий радиопередачи между аналогичными радиостанциями, с тем чтобы очевидным образом увеличивать общую пропускную способность радиопередачи, причем возможным является осуществление переключения на установки QoS, подходящие для пропускных способностей радиолиний устройств радиопередачи 81, 83, 85 на основе информации о пропускной способности радиопередачи, извлеченной из кадров ПАУЗЫ, даже в ситуации, когда пропускные способности радиопередачи варьируются по причине функции адаптивной модуляции.
Более конкретно, переключатель 17 кадров устройства 70 передачи кадров MAC, включенный в устройство радиопередачи, продемонстрированное на фиг.5, выделяет сигналы 100 LAN от сети 50 пользователя в блоках кадров для блоков 71, 73, 75 управления качеством связи устройств 81, 83, 85 радиопередачи. Блоки 72, 74, 76 определения качества связи обнаруживают информацию о пропускной способности радиопередачи, мультиплексированную с кадрами ПАУЗЫ, включенными в сигналы 702, 703, 704 LAN от устройств 81, 83, 85 радиопередачи, с тем чтобы осуществлять выбор соответствующих установок QoS из множества установок QoS, установленных заранее, выдавая, таким образом, сигналы 721, 741, 761 управления качеством связи на блоки 71, 73, 75 управления качеством связи. Таким образом, возможным является применение установок QoS, подходящих для пропускных способностей радиопередач устройств 81, 83, 85 радиопередачи.
Переключатель 17 кадров устройства 70 передачи кадров MAC интегрирует сигналы 702, 703, 704 LAN устройств 81, 83, 85 радиопередачи в сигнал 174 LAN, который передается в сеть 50 пользователя. Таким образом, возможным является увеличение общей пропускной способности радиопередачи с учетом сети 50 пользователя.
В этой связи, логика выделения по каждому кадру в переключателе 17 кадров осуществляется с использованием адреса IP пакета IP, мультиплексированного с адресом MAC, VLAN-ID или информационным наполнением, или в соответствии с предписанным протоколом; но это не является ограничением.
Устройство радиопередачи и устройство передачи кадров MAC в соответствии с настоящим изобретением не являются обязательно ограниченными вышеуказанными вариантами осуществления; вследствие этого, могут осуществляться различные варианты осуществления в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
Настоящее изобретение представляет собой эффективную технологию обеспечения системы радиосвязи. В частности, настоящее изобретение способно осуществлять переключение на установку QoS, подходящую для пропускной способности радиопередачи, в режиме реального времени при условии, когда пропускная способность радиопередачи является динамически варьируемой по причине функции адаптивной модуляции.
Описание опорных позиций
10 Устройство A передачи кадров MAC
11 Блок управления качеством связи
12 Блок определения качества связи
20 Устройство A радиопередачи
21 Радиопередатчик
22 Радиоприемник
23 Блок генерирования кадров
24 Блок определения адаптивной модуляции
30 Устройство B радиопередачи
40 Устройство B передачи кадров MAC
50 Сеть пользователя A
60 Сеть пользователя B