無線網絡系統內傳送數據的方法

2023-09-13 23:10:20

專利名稱：無線網絡系統內傳送數據的方法
技術領域：
本發明涉及一種一無線網絡系統內傳送數據的方法，特別是有關於一種動態調整通信協議的窗口大小以增加無線網絡系統內數據流通量的方法。
背景技術：
隨著科技發展，網絡應用也越來越普及，使用者可隨時利用桌上型計算機、筆記型計算機、個人數字助理(personal digital assistant,PDA)或智能型手機等裝置連結至網際網路。為了讓各信息廠商生產的規格互異的電子設備都能連接於同一個網絡，國際標準化組織(ISO)制訂了一種開放系統互連(open system interconnection,0SI)的網絡架構標準以規範網絡傳輸時共享的溝通模式，使得二個系統之間的傳送、接收、中斷等通信能更加容易管理。另一方面，傳輸控制協議(transmission control protocol,TCP)/網際網路互聯協議(Internet protocol, IP)是由網際網路工程任務組(Internet engineer task force, IETF)根據國防部(department of defense, D0D)模型所制定的標準,是現今區域網路中最常見的標準協議。開放系統互連模型和傳輸控制協議/網際網路互聯協議規範了網絡傳輸的不同層級，在網絡環境中無論是接收端裝置或發送端裝置，每一層級只認識對方的同一層級數據。在整個數據傳送過程中，發送端的網絡裝置是通過應用程式將數據封包依序從最高層傳送至最底層，然後再傳送至接收端的網絡裝置。接收端的網絡裝置會依序將每個封包拆開，然後依序交給相對應的層級來視察。由於每一層級的任務不同，其傳輸參數和緩衝器大小也相異。若較高層的傳輸速度大於較底層的傳輸速度，當數據封包傳送至較低層時可能需要等待(stall)時間。若較高層的緩衝不足或遇到傳輸阻礙時，較底層的傳輸速度再快亦無法增加整體數據流通量。

發明內容
有鑑於上述習知技藝的問題，本發明的目的就是在提供一種在一無線網絡系統內傳送數據的方法，以增加無線網絡系統的整體數據流通量。為達到上述的目的，本發明提供一種在一無線網絡系統內傳送數據的方法，該無線網絡系統中一使用者裝置和一基地臺之間採用一多層級架構來傳送數據。該方法包含在該使用者裝置和該基地臺之間建立一無線傳輸通道；量測相關於該無線傳輸通道中一第一層的一信號傳輸狀況；以及依據該信號傳輸狀況來調整該無線傳輸通道中一第二層的數據傳輸量，其中在該多層級架構下該第二層的層級高於該第一層的層級。本發明的優點為讓該無線網絡系統中不同層級之間的數據傳輸能最佳化，進而增加整體數據流通量。


圖1顯示了開放系統互連模型所規範的各層級。
圖2顯示了本發明中在一無線網絡系統內傳送數據的方法，圖3說明了本發明在無線網絡系統內傳送數據的方法。圖4為本發明在一上傳模式下運作時的示意圖。圖5為本發明在一下傳模式下運作時的示意圖。其中，附圖標記說明如下210，220，230 步驟
具體實施方式
本發明提供一種在無線網絡系統內傳送數據的方法，當無線網絡系統中一使用者裝置(user equipment,UE)和一基地臺(base station,BS)之間採用多層級架構來傳送數據時，本發明可增加整體數據流通量。圖1顯示了開放系統互連模型所規範的各層級。從最底第一層至最高第七層依序為物理層(physical layer),數據鏈路層(data link layer),網絡層(network layer),傳輸層(transport Layer),會話層(session layer),表不層(presentation layer)和應用層(application layer)。層級越低代表最接近硬體,而層級越高代表最接近應用程式。每個層級都有特別的獨立的功能，而且每個層級的程序代碼可以獨立撰寫。開放系統互連物理層及數據鏈結層主要負責網絡實體連接的部份，可架構在多種網絡存取接口上，如乙太網(Ethernet),令牌環網(Token-Ring)或光纖分布式數據接口(FDDI)等。開放系統互連網絡層主要任務是在發送端和接收端之間提供訊息送達的服務，如辨識地址或選擇數據傳送路徑等，主要採用網際網路互聯協議，地址解析協議(ARP)，反向地址解析協議(RARP)或控制報文協議(ICMP)等。開放系統互連傳輸層的任務是提供主機對主機的訊息送達服務，主要採用傳輸控制協議及用戶數據包協議(UDP)。開放系統互連會話層、表示層和應用層的任務是提供各種應用程式協議，例如遠程登錄(Telnet)，文件傳輸協議(FTP)，簡單郵件傳輸協議(SMTP)，郵局協議第3個版(POP3)，簡單網絡管理協議(SNMP)，網絡新聞傳輸協議(NNTP)，域名系統(DNS)協議，網絡信息服務(NIS)協議，網絡文件系統(NFS)協議，超文本傳輸協議(HTTP)等。本發明可應用在所有採用多層級架構來傳送數據的無線網絡系統，圖1所示僅為本發明的實施例，並不限定本發明的範疇。圖2顯示了本發明中在一無線網絡系統內傳送數據的方法，其包含下列步驟步驟210 :在使用者裝置和基地臺之間建立一無線傳輸通道。步驟220 :量測相關於無線傳輸通道中一較底層的一信號傳輸狀況。步驟230 :依據信號傳輸狀況來調整無線傳輸通道中一較高層的數據傳輸量。以圖1所示採用傳輸控制協議/網際網路互聯協議的多層級開放系統互連網絡系統為例，較底層可為開放系統互連物理層，較高層可為開放系統互連傳輸層或網絡層。信號傳輸狀況可依據使用者裝置和基地臺之間相對應層級進行通信時量測到的信道質量指針(channel quality indicator, CQI)來決定,而數據傳輸量可為傳輸層或網絡層所採用通信協議的窗口大小(window size)。舉例來說，開放系統互連傳輸層最常使用傳輸控制協議協議，主要功能包括為封包序列編號(sequence number),回送確認(acknowledgement)封包，檢查碼(checksum)與重傳等。開放系統互連網絡層最常使用網際網路互聯協議，主要在功能包括提供尋址，尋徑(routing),服務種類規格,封包切割(fragmentation)和重組(reassamble)與安全性等。因此，數據傳輸量可為傳輸控制協議/網際網路互聯窗口大小，其值代表不需要等待回送確認封包即可傳送的最大封包數目。然而，本發明可採用其它相關於信號傳輸狀況的參數來調整其它相關於數據傳輸量的參數，信道質量指針和傳輸控制協議/網際網路互聯窗口大小僅為本發明的實施例，並不限定本發明的範疇。在高速下行分組接入技術(highspeed downlink package access, HSDPA)網絡系統中，將使用者裝置分為不同種類，而每一種類型的使用者裝置皆有其相對應的信道質量指針對照表。圖3以第10種類使用者裝置(Category 10UE)來說明本發明，其中圖表左方四行顯示了其相對應的信道質量指針對照表，而圖表右方兩行說明了本發明執行步驟220的方法。在左方所示的信道質量指針對照表中，信道質量指針值相關於無線傳輸信道的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR),信號與幹擾加噪聲比(signal-to-1nterferenceplus noise ratio, SINR)或f言號噪聲失真I匕(signal_to_noise plus distortion ratio,SNDR)等參數，其值可介於0和30之間，若使用者裝置和基地臺之間某一層級進行通信時量測到的信道質量指針其值越大，代表信號傳輸狀況越好。每一信道質量指針值皆有其相對應的設定，其中傳送區塊大小(transport block size, TBS)代表傳送至使用者 裝置的數據封包量。碼數(code count)代表高速實體下行鏈路分享信道(high speedphysical downlink shared channel,HS-PD SCH)的數目。傳送數據封包時使用的調變方式(modulation)可為四相相移鍵控信號(quadrature phase-shift keying, QPSK)調變或高速的 16 正交幅度調變(quadrature amplitude modulation, QAM)。圖3右方說明了本發明執行步驟230的方法。本發明會將量測到每一信道質量指針值分別對應至一相對應的傳輸控制協議/網際網路互聯協議參數，而每一傳輸控制協議/網際網路互聯協議參數分別對應至一相對應的傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小，其中參數I彡參數2彡…彡參數30而窗口 I彡窗口 2彡…彡窗口 30。如同相關領域具備通常知識者熟知，傳輸控制協議/網際網路互聯協議協議採用滑動窗口(sliding window)概念，以多重發送和多重確認的技術允許發送端在接收到確認訊息的前同時傳輸多個封包，因而能夠更充份的利用網絡頻寬及加速數據傳輸速度。簡單來說，傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小可告知對方目前還可以接收封包的緩衝器容量當傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小變小時需減少數據流量，當傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小變大時可增加數據流量。因此，本發明可依據較底層量測到CQI值動態地調整較高層的傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小，讓不同層級之間的數據傳輸能最佳化。圖4顯示了本發明在一上傳(uplink)模式下運作時的示意圖。若在步驟220量測到較小信道質量指針值，代表此時較底層僅能進行低速無線數據傳輸，較高層的傳輸速度再快亦無法增加上傳數據流通量，僅會耗費較多的資源，因此本發明會降低較高層的傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小，如圖4左方所示。若在步驟220量測到較大信道質量指針值，代表此時較底層能夠進行高速無線數據傳輸，若較高層的傳輸速度不足則無法增加上傳數據流通量，因此本發明會增加較高層的傳輸控制協議/網際網路互聯協議窗口大小，如圖4右方所示。圖5顯示了本發明在一下傳模式(downlink)下運作時的示意圖。若在步驟220量測到較小信道質量指針值，代表此時較底層僅能進行低速無線數據傳輸，較高層的傳輸速度再快亦無法增加上傳數據流通量，僅會耗費較多的資源並造成數據等待，因此本發明會降低較高層的傳輸控制協議窗口大小，如圖5左方所示。若在步驟220量測到較大信道質量指針值，代表此時較底層能夠進行高速無線數據傳輸，若較高層的傳輸速度不足則無法增加下傳數據流通量，因此本發明會增加較高層的傳輸控制協議窗口大小，如圖5右方所示。綜上所述，本發明可提供一種在無線網絡系統內傳送數據的方法，當無線網絡系統中使用者裝置和一基地臺之間採用多層級架構來傳送數據時，本發明可依據較底層的信號傳輸狀況來動態地調整較高層的數據傳輸量，讓不同層級之間的數據傳輸能最佳化，進而避免浪費網絡資源並增加整體數據流通量。
以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種在一無線網絡系統內傳送數據的方法，該無線網絡系統中一使用者裝置和一基地臺之間採用一多層級架構來傳送數據，其特徵在於，該方法包含在該使用者裝置和該基地臺之間建立一無線傳輸通道；量測相關於該無線傳輸通道中一第一層的一信號傳輸狀況；以及依據該信號傳輸狀況來調整該無線傳輸通道中一第二層的數據傳輸量，其中在該多層級架構下該第二層的層級高於該第一層的層級。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，另包含在一上傳模式下，依據該信號傳輸狀況來調整該第二層至一第三層的該數據傳輸量，其中在該多層級架構下該第三層的層級高於該第二層的層級。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，另包含在一下傳模式下，依據該信號傳輸狀況來調整該第二層至該第一層的該數據傳輸量。
4.如權利要求1所述的方法，其中量測該信號傳輸狀況為量測該第一層的一信道質量指針值。
5.如權利要求1所述的方法，其中調整該數據傳輸量為調整該第二層的一傳輸控制協議窗口大小。
6.如權利要求1所述的方法，其中調整該數據傳輸量為調整該第二層的一網際網路互聯協議窗口大小。
全文摘要
本發明公開了一種無線網絡系統內傳送數據的方法，其中一使用者裝置和一基地臺之間採用一多層級架構來傳送數據。首先在該使用者裝置和該基地臺之間建立一無線傳輸通道。接著量測相關於該無線傳輸通道中一第一層的一信號傳輸狀況，再依據該信號傳輸狀況來調整該無線傳輸通道中一第二層的數據傳輸量。其中，在該多層級架構下，該第二層的層級高於該第一層的層級。因此，本發明的優點為讓不同層級之間的數據傳輸能最佳化。
文檔編號H04W28/16GK103024815SQ201110281438
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者鄭宗佑 申請人:宏碁股份有限公司