[发明专利]网络中调整数据速率的方法、装置及通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及通信网络中调整数据速率的技术。

背景技术

在无线通信网络当中，如何安排设备接入信道日趋重要。信道接入技术通常放在媒体接入控制(MAC——Media Access Control)协议层当中实现，根据不同的接入方式，可以分为频分多址接入、时分多址接入、码分多址接入、随机接入等方式。其中，随机接入方式是广泛采用的一种方式，特别是在很多自组织网络或者网状结构的网络当中，如目前的无线局域网系统、蓝牙系统、ZigBee(基于IEEE 802.15.4标准的一种低速短距离无线技术)系统等等，它具有简单、易控制、易于分布式处理等特点。

按照随机接入信道方式，设备在接入信道前先监听一段时间，如果没有发现其它设备在发送信号，就发送信号或者等待随机的时间后发送信号，如果发现其它设备在发送信号，就等待随机的时间后再监听信道。具体的算法可能有一些变化，但在高层没有必要的控制，各设备按照自己规定的速率进行数据发送，完全通过媒体接入控制协议来竞争信道。

随机接入信道方式会产生一些问题。在设备的发射功率一定的情况下，单位面积内能容纳的通信量是有限的。例如，在单位面积内有很多设备，可能不同的时刻有不同的设备在发送数据，但无论任何时候，正常情况下每个信道上只能有一个设备在发送数据，否则就会因为冲突而发生相互干扰。这样，数据量比较大的设备可能会长期占用信道，从而导致其它设备很难接入或者延时较大，难以保证设备之间的公平性。

另外，“隐藏节点”问题导致随机接入信道方式存在一些缺陷。无线通信的一个特点是，信号会随着距离很快衰减，因此每个无线设备都有一定的通信范围。如图1所示，节点B在节点C的通信范围之内，而节点A在节点C的通信范围之外。然而，在网络没有采取定向天线等硬件措施的情况下，信号的发送是无方向性的，因此，当节点C向节点D发送数据时，节点B也可以接收到。根据随机接入信道方式，当A或C发送数据之前需要监听信道，没有其它节点发送数据时自己才可能发送，以防止冲突。但在图1的情况下，由于节点A和节点C不在同一通信范围之内，节点A监听信道时并不能“听到”节点C在发送数据，因此就向节点B发送数据，此时因为节点C的干扰，节点B不能正常接收，也就是说节点A和节点C发送的信号在节点B处产生冲突，这时节点C就称为节点A的“隐藏节点”。同样，节点A也可以成为节点C的隐藏节点。

“隐藏节点”的存在，不仅会导致其它无关设备能对本设备产生影响，而且会导致同一通信链路上的几个设备本身也会相互影响。如图2所示，通信链路为A-＞B-＞C，采用一个通信通道。这条链路不能以100％的最高速率进行数据传输，因为当设备A发送数据到设备B的时候，设备B不能发送数据到设备C，否则设备B的发射机信号会对自身的接收机造成严重干扰。因此，最高速率只有50％，即50％的时间设备A发给设备B，另外50％的时间设备B发给设备C。

在3跳的情况下，“隐藏节点”对通信速率的不利影响比图2所示的两跳更加突出。如图3所示，通信链路为A-＞B-＞C-＞D，采用一个通信信道。这种情况下，速率最多只能达到1/3的最高速率。当设备A向设备B发送数据的时候，设备B的发射机信号会影响自己的数据接收，所以不能发送信号，设备C作为设备A的“隐藏节点”也不能向设备D发数据；设备B向设备C发送数据的时候，设备A和设备C都不能发送数据，因为设备B和设备C的发射机信号都会影响自己的数据接收，即设备A发送到设备B的数据受到影响，而设备C发送到设备D的信号会影响自己；同理，设备C发给设备D的时候，设备A和设备B都不能发送数据。因此，整个链路被迫分为三段，每段最多利用1/3的时间进行通信，因而整条链路的速率被限制为最高速率的1/3。对于跳数更多的情况，如果不采用如定向天线的硬件措施，即使是最好情况下，速率也被限制为最高速率的1/3。

如上所述，“隐藏节点”的存在导致设备间的相互影响，从而限制了设备的通信速率。对于随机接入信道的设备来说，因为无法预测何时会发生这种影响，所以不能保证通信速率，进而导致不能保证业务时延满足要求。

发明内容

本发明增加一些控制机制来保证设备业务的时延指标等服务质量，并在一定程度上保证设备间的公平性。

本发明实施例提供了一种网络中调整数据速率的方法：给网络中的设备设置数据速率控制参数P；有新业务或业务要求改变时，通过调整源设备和/或中转设备的P值来调整数据速率。