[go: up one dir, main page]

RU2291589C2 - METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD - Google Patents

METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD Download PDF

Info

Publication number
RU2291589C2
RU2291589C2 RU2005107744/09A RU2005107744A RU2291589C2 RU 2291589 C2 RU2291589 C2 RU 2291589C2 RU 2005107744/09 A RU2005107744/09 A RU 2005107744/09A RU 2005107744 A RU2005107744 A RU 2005107744A RU 2291589 C2 RU2291589 C2 RU 2291589C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
const
signal
estimate
network
transmission
Prior art date
Application number
RU2005107744/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005107744A (en
Inventor
Александр Васильевич Гармонов (RU)
Александр Васильевич Гармонов
Хо Чеон СЕОК (KR)
Хо Чеон СЕОК
Хьен Им ДО (KR)
Хьен Им ДО
Тае Хан КИ (KR)
Тае Хан КИ
Андрей Юрьевич Савинков (RU)
Андрей Юрьевич Савинков
Станислав Анатольевич Филин (RU)
Станислав Анатольевич ФИЛИН
Владимир Борисович Манелис (RU)
Владимир Борисович Манелис
Сергей Николаевич Моисеев (RU)
Сергей Николаевич Моисеев
Михаил Сергеевич Кондаков (RU)
Михаил Сергеевич Кондаков
Сан Пак ЮН (KR)
Сан Пак ЮН
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU2005107744/09A priority Critical patent/RU2291589C2/en
Priority to KR1020060025067A priority patent/KR100724931B1/en
Priority to US11/384,915 priority patent/US7684343B2/en
Publication of RU2005107744A publication Critical patent/RU2005107744A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291589C2 publication Critical patent/RU2291589C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, in particular, data transfer method in wireless local network, possible use, for example, in wireless local data transfer networks in accordance to standard IEEE 802.11b.
SUBSTANCE: prior to transmission of each data block, such data transfer mechanism is selected as well as optimal size of fragment for it and optimal transfer speed, which maximize capacity of network with consideration of signal-noise ratio in signal of transferring station and with consideration of current load on network.
EFFECT: increased capacity of wireless local network in acc to standard IEEE 802.11b.
19 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу передачи данных в беспроводной локальной сети, и может быть использовано, например, в беспроводных локальных сетях передачи данных по стандарту IEEE 802.11b.The invention relates to the field of radio engineering, in particular to a method for transmitting data in a wireless local area network, and can be used, for example, in wireless local area networks for data transmission according to the IEEE 802.11b standard.

Стандарт IEEE 802.11b является широко распространенным стандартом, описывающим беспроводную локальную сеть передачи данных (см. IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications, ANSI/IEEE Standard 802.11, 1999 [1]; IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications: higher-speed physical layer extension in the 2.4 GHz band, IEEE Standard 802.11b, 1999 [2]).The IEEE 802.11b standard is a widely used standard that describes a wireless local area network (see IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications, ANSI / IEEE Standard 802.11, 1999 [1]; IEEE standard for Wireless LAN Medium Access Control and Physical Layer specifications: higher-speed physical layer extension in the 2.4 GHz band, IEEE Standard 802.11b, 1999 [2]).

Рассмотрим некоторые основные особенности стандарта, которые необходимы для лучшего понимания заявляемого изобретения.Consider some of the main features of the standard that are necessary for a better understanding of the claimed invention.

Физический уровень стандарта IEEE 802.11b предусматривает четыре скорости передачи: 1, 2, 5.5 и 11 Мб/с. Характеристики помехоустойчивости физического уровня стандарта IEEE 802.11b полностью определяются зависимостями вероятности битовой ошибки от отношения сигнал-шум (ОСШ).The physical layer of the IEEE 802.11b standard provides four transmission speeds: 1, 2, 5.5 and 11 Mb / s. The noise immunity characteristics of the physical layer of the IEEE 802.11b standard are completely determined by the dependences of the probability of bit error on the signal-to-noise ratio (SNR).

Поступающие на уровень MAC (MAC - medium access control - уровень управления доступом к среде передачи) блоки данных перед передачей разбиваются на один или несколько фрагментов. Фрагмент блока данных не может быть больше 18432 бит. Для передачи каждого фрагмента блока данных формируется отдельный пакет данных. Пакет данных (фиг.1) состоит из заголовка MAC, фрагмента блока данных и контрольной суммы и передается на одной из четырех скоростей передачи. Перед каждым пакетом данных на скорости передачи 1 Мбит/с передаются преамбула и заголовок физического уровня, общей длительностью 192 мкс.The data blocks arriving at the MAC level (MAC - medium access control) are divided into one or more fragments before transmission. A fragment of a data block cannot be more than 18432 bits. To transmit each fragment of the data block, a separate data packet is formed. The data packet (FIG. 1) consists of a MAC header, a fragment of a data block and a checksum and is transmitted at one of four transmission rates. Before each data packet at a transmission rate of 1 Mbit / s, a preamble and a physical layer header are transmitted, with a total duration of 192 μs.

Работа беспроводных локальных сетей по стандарту IEEE 802.11b основана на конкурентном доступе к среде передачи. Станция, у которой есть блок данных для передачи, должна определить текущее состояние среды передачи. Если станция обнаруживает, что среда передачи свободна в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами, то она начинает передачу данных. Если станция обнаруживает, что среда передачи занята, то она должна отложить передачу до тех пор, пока среда передачи не будет обнаружена свободной в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами. Таким образом, станция избегает коллизии при занятой среде передачи.The work of wireless local area networks according to the IEEE 802.11b standard is based on competitive access to the transmission medium. A station that has a data block for transmission must determine the current state of the transmission medium. If the station detects that the transmission medium is free for a time interval equal to the base interval between packets, then it starts transmitting data. If the station detects that the transmission medium is busy, then it must delay transmission until the transmission medium is found to be free for a time interval equal to the basic interval between packets. Thus, the station avoids collision when the transmission medium is busy.

Передача пакета данных начинается с интервала конкурентного доступа (фиг.2). Начало интервала конкурентного доступа совпадает для всех станций, имеющих блок данных для передачи. Каждая из них случайным образом выбирает длительность своего интервала конкурентного доступа как значение равномерно распределенной в заданных пределах случайной величины. Доступ к среде передачи получает станция, выбравшая интервал наименьшей длительности. Она начинает передачу своих пакетов данных, предварительно выждав свой интервал конкурентного доступа.The transmission of the data packet begins with the interval of competitive access (figure 2). The start of the concurrent access interval is the same for all stations having a data block for transmission. Each of them randomly selects the duration of their competitive access interval as a value of a random variable uniformly distributed within specified limits. Access to the transmission medium is obtained by the station that has chosen the interval of the shortest duration. She begins the transmission of her data packets, having previously waited for her interval of competitive access.

В стандарте IEEE 802.11b интервал конкурентного доступа измеряется в слотах. Будем называть интервал наименьшей длительности (фиг.2) количеством свободных слотов между двумя последовательными передачами в системе.In the IEEE 802.11b standard, concurrent access interval is measured in slots. We will call the interval of the smallest duration (figure 2) the number of free slots between two consecutive transfers in the system.

Если интервал наименьшей длительности совпал у двух или более станций, то они начинают передачу своих пакетов данных одновременно. В этом случае происходит коллизия, т.е. наложение их пакетов данных во времени. При коллизии, скорее всего ни один из пакетов данных не будет принят.If the interval of the shortest duration coincided with two or more stations, then they begin to transmit their data packets simultaneously. In this case, a collision occurs, i.e. overlay of their data packets in time. In a collision, most likely none of the data packets will be accepted.

Для передачи любого пакета данных в стандарте IEEE 802.11b предусмотрено два механизма (варианта) передачи данных: основной механизм передачи данных и механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу.For the transmission of any data packet, the IEEE 802.11b standard provides two mechanisms (options) for data transfer: the main data transfer mechanism and the data transfer mechanism with a preliminary transfer request.

При использовании основного механизма передачи данных используется следующая последовательность передачи данных (фиг.3). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу пакета данных непосредственно по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции, принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции, пакет данных принят успешно.When using the main data transfer mechanism, the following data transfer sequence is used (FIG. 3). A station that has won competitive access starts transmitting a data packet immediately after the end of its competitive access interval. If the data packet is successfully received at the receiving station, the receiving station transmits an acknowledgment at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of acknowledgment at the transmitting station, the data packet was received successfully.

При использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу используется следующая последовательность передачи данных (фиг.4). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу запроса на передачу по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема запроса на передачу, принимающая станция передает разрешение на передачу через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема разрешения на передачу, передающая станция передает пакет данных через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции, принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции, пакет данных принят успешно.When using the data transfer mechanism with a preliminary transfer request, the following data transfer sequence is used (Fig. 4). A station that has won competitive access starts transmitting a transfer request at the end of its competitive access interval. If the transmission request is successfully received, the receiving station transmits the transmission permission at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of a transmission permit, the transmitting station transmits a data packet at a time interval equal to the short interval between packets. If the data packet is successfully received at the receiving station, the receiving station transmits an acknowledgment at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of acknowledgment at the transmitting station, the data packet was received successfully.

Вероятность успешного приема пакета данных зависит от вероятности коллизии в системе, определяемой текущим количеством активных станций в системе (Giuseppe Bianchi, "IEEE 802.11 - saturation throughput analysis," IEEE Commun. Lett., vol.2, no.12, pp.318-320, December 1998 [3]; Giuseppe Bianchi, "Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function," IEEE J. Select. Areas Commun., vol.18, no. 3, pp.535-547, March 2000 [4]; Giuseppe Bianchi and Ilenia Tinnirello, "Kalman filter estimation of the 5 number of competing terminals in an IEEE 802.11 network," Proc. IEEE Conf. Comput. Commun. (INFOCOM 2003), vol.22, no.1, pp.844-852, March 2003 [5]), и от вероятности битовой ошибки в пакете данных, определяемой отношением сигнал-шум (ОСШ) в сигнале передающей станции на принимающей станции (Daji Qiao and Sunghyun Choi, "Goodput enhancement of IEEE 802.11 a Wireless LAN via link adaptation," Proc. IEEE Int. Conf. Comm. (ICC 2001), vol.7, pp.1995-2000, June 2001 [6]; Daji Qiao, Sunghyun Choi, and Kang G. Shin, "Goodput analysis and link adaptation for IEEE 802.11 a Wireless LANs," IEEE Trans. Mobile Comput., vol.1, no.4, pp.278-292, Oct-Dec. 2002 [7]; Javier del Prado Pavon and Sunghyun Choi, "Link adaptation strategy for IEEE 802.11 WLAN via received signal strength measurement," Proc. IEEE Int. Conf. Commun. (ICC 2003), no.1, pp.1108-1113, May 2003 [8]).The probability of successful reception of a data packet depends on the probability of collision in the system, determined by the current number of active stations in the system (Giuseppe Bianchi, "IEEE 802.11 - saturation throughput analysis," IEEE Commun. Lett., Vol.2, no.12, pp.318- 320, December 1998 [3]; Giuseppe Bianchi, "Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function," IEEE J. Select. Areas Commun., Vol. 18, no. 3, pp.535-547, March 2000 [4 ]; Giuseppe Bianchi and Ilenia Tinnirello, "Kalman filter estimation of the 5 number of competing terminals in an IEEE 802.11 network," Proc. IEEE Conf. Comput. Commun. (INFOCOM 2003), vol.22, no.1, pp. 844-852, March 2003 [5]), and from the probability of a bit error in the data packet determined by the signal-to-noise ratio (SNR) in the signal transmitting stations at the receiving station (Daji Qiao and Sunghyun Choi, "Goodput enhancement of IEEE 802.11 a Wireless LAN via link adaptation," Proc. IEEE Int. Conf. Comm. (ICC 2001), vol. 7, pp. 1995-2000, June 2001 [6]; Daji Qiao, Sunghyun Choi, and Kang G. Shin, "Goodput analysis and link adaptation for IEEE 802.11 a Wireless LANs," IEEE Trans. Mobile Comput., Vol. 1, no.4, pp. 278-292, Oct-Dec. 2002 [7]; Javier del Prado Pavon and Sunghyun Choi, "Link adaptation strategy for IEEE 802.11 WLAN via received signal strength measurement," Proc. IEEE Int. Conf. Commun. (ICC 2003), no.1, pp. 1108-1113, May 2003 [8]).

Вероятность успешного приема пакета данных определяет пропускную способность системы IEEE 802.11b. Другим фактором, определяющим пропускную способность, являются накладные расходы (overhead), сопровождающие передачу пакета данных.The probability of successful reception of a data packet determines the throughput of the IEEE 802.11b system. Another factor determining throughput is the overhead associated with the transmission of a data packet.

Накладные расходы включают:Overhead costs include:

- Все временные интервалы, в которые среда передачи не занята:- All time intervals in which the transmission medium is not occupied:

- Базовый интервал между пакетами- The basic interval between packets

- Интервал конкурентного доступа (количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в системе)- Competitive access interval (number of free slots between two consecutive transfers in the system)

- Короткий интервал между пакетами- Short packet spacing

- Все служебные сообщения:- All service messages:

- Запрос на передачу- Transfer Request

- Разрешение на передачу- Permission to transfer

- Подтверждение- The confirmation

- Всю служебную информацию:- All service information:

- Заголовок MAC- MAC header

- Контрольная сумма- Check sum

- Преамбула- Preamble

- Заголовок физического уровня.- The title of the physical layer.

При этом, чем больше размер фрагмента, тем меньше влияние накладных расходов, но и тем больше вероятность ошибки в пакете данных.Moreover, the larger the fragment size, the less the influence of overhead costs, but also the greater the likelihood of an error in the data packet.

Для максимизации пропускной способности в системе IEEE 802.11b, каждая станция перед передачей каждого блока данных может адаптивно выбирать размер фрагмента, скорость передачи и механизм передачи.To maximize throughput in the IEEE 802.11b system, each station can adaptively select the fragment size, transmission rate, and transmission mechanism before transmitting each data block.

В публикации A.Kamerman and L.Monteban, "WaveLAN-II: a high-performance wireless LAN for the unlicensed band," Bell Labs Technical J., pp.118-133, summer 1997 [9] и в [7] описан следующий способ передачи данных в системе IEEE 802.11b.In A.Kamerman and L. Monteban's publication, "WaveLAN-II: a high-performance wireless LAN for the unlicensed band," Bell Labs Technical J., pp. 118-133, summer 1997 [9] and described in [7] The next way to transfer data in an IEEE 802.11b system.

При передаче блока данных используют размер фрагмента, равный размеру блока данных.When transmitting a data block, a fragment size equal to the size of the data block is used.

При передаче первого блока данных используют любую скорость передачи.When transmitting the first data block, any transmission rate is used.

Передают блок данных.The data block is transmitted.

Если блок данных принят правильно, то передают следующий блок данных.If the data block is received correctly, then the next data block is transmitted.

Если блок данных принят неверно, то передают его повторно.If the data block is received incorrectly, then transmit it again.

Если две последовательные попытки передачи блока данных были неудачными, то в качестве следующей скорости передачи выбирают следующую более помехоустойчивую скорость передачи.If two consecutive attempts to transmit a data block were unsuccessful, then the next more noise-resistant transmission rate is chosen as the next transmission rate.

Если десять последовательных попыток передачи были успешными, то в качестве следующей скорости передачи выбирают следующую менее помехоустойчивую скорость передачи.If ten consecutive transmission attempts were successful, then the next less interfering transmission rate is selected as the next transmission rate.

Очевидным преимуществом этого способа передачи данных в системе IEEE 802.11b является простота его реализации.The obvious advantage of this method of data transfer in the IEEE 802.11b system is the simplicity of its implementation.

Недостатком этого способа передачи является то, что пропускная способность системы, достигаемая при его использовании, существенно ниже максимально достижимой, что показано в [7]. Наиболее близким по технической сущности решением к заявляемому способу является решение, описанное в [6] и [7].The disadvantage of this transmission method is that the system throughput achieved when using it is significantly lower than the maximum achievable, as shown in [7]. The closest in technical essence to the solution of the claimed method is the solution described in [6] and [7].

Согласно описанию прототипа, способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, включающей, как минимум, одну передающую станцию и одну принимающую станцию, заключается в следующем:According to the description of the prototype, the method of transmitting data in a wireless LAN according to the IEEE 802.11b standard, including at least one transmitting station and one receiving station, is as follows:

- формируют на передающей станции базу данных зависимости пропускной способности сети от отношения сигнал-шум, скорости передачи и размера фрагмента блока данных,- form at the transmitting station a database of the dependence of network bandwidth on the signal-to-noise ratio, transmission speed and fragment size of the data block,

- перед передачей блока данных, оценивают на передающей станции текущее значение отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции,- before transmitting the data block, evaluate at the transmitting station the current value of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station,

- для полученной оценки отношения сигнал-шум, выбирают такие значение размера фрагмента и скорости передачи, которые соответствуют максимальному значению пропускной способности сети в базе данных,- for the resulting estimate of the signal-to-noise ratio, such a value of the fragment size and transmission rate is selected that corresponds to the maximum value of the network bandwidth in the database,

- для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный размер фрагмента,- to transfer all fragments of the data block, use the selected fragment size,

- при передаче фрагментов блока данных используют выбранную скорость передачи, до получения новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.- when transmitting fragments of a data block, the selected transmission rate is used until a new estimate of the signal-to-noise ratio is obtained in the signal of the transmitting station, after which a new transmission rate is selected, which is used when transmitting fragments of the data block.

При этом после получения новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции выбирают такую новую скорость передачи, которая соответствует максимальному значению пропускной способности сети в базе данных для выбранного размера фрагмента.Moreover, after receiving a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, a new transmission rate is selected that corresponds to the maximum value of the network bandwidth in the database for the selected fragment size.

Известный способ обладает следующими существенными недостатками.The known method has the following significant disadvantages.

Способ-прототип не учитывает текущую загрузку сети (количество активных станций). Вместе с тем, пропускная способность сети и, соответственно, оптимальные значения размера фрагмента и скорости передачи существенно зависят от текущей загрузки сети. Так как способ-прототип не учитывает этот эффект, то он существенно проигрывает заявляемому способу по пропускной способности сети.The prototype method does not take into account the current network load (the number of active stations). At the same time, the network bandwidth and, accordingly, the optimal values of the fragment size and transmission speed significantly depend on the current network load. Since the prototype method does not take this effect into account, it loses significantly to the claimed method in terms of network bandwidth.

Также, способ-прототип не предусматривает адаптивный выбор режима передачи данных. Вместе с тем, при увеличении загрузки сети увеличивается вероятность коллизии станции. В этих условиях механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу существенно превосходит по пропускной способности сети основной механизм передачи данных. Так как способ-прототип не учитывает этот эффект, то он существенно проигрывает заявляемому способу по пропускной способности сети.Also, the prototype method does not provide an adaptive choice of data transfer mode. However, with an increase in network load, the likelihood of a station collision increases. Under these conditions, the data transfer mechanism with a preliminary transfer request significantly exceeds the main data transfer mechanism in terms of network bandwidth. Since the prototype method does not take this effect into account, it loses significantly to the claimed method in terms of network bandwidth.

Задача, на решение которой направлен заявляемый способ, - это повышение пропускной способности беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.The problem to which the claimed method is directed is to increase the throughput of a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard.

Поставленная задача решается заявляемым способом передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, включающей как минимум одну передающую станцию и одну принимающую станцию, который заключается в следующем:The problem is solved by the claimed method of data transmission in a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard, which includes at least one transmitting station and one receiving station, which consists in the following:

Периодически оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.At the transmitting station, the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network is periodically evaluated.

Оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.The number of active stations in the network is estimated using an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network.

Используя оценку количества активных станций в сети, оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии.Using an estimate of the number of active stations in the network, the probability of a station collision and the average number of stations in a collision are estimated.

Передают с передающей станции на принимающую станцию L блоков данных, где L больше или равно 1, используя основной механизм передачи данных, самую помехоустойчивую скорость передачи и такой размер фрагмента, одинаковый для всех L блоков данных, чтобы один блок данных содержал 2 или более фрагментов, и первые два фрагмента каждого блока данных имели одинаковый размер.Transmit from the transmitting station to the receiving station L data blocks, where L is greater than or equal to 1, using the main data transmission mechanism, the most noise-resistant transmission rate and such a fragment size that is the same for all L data blocks so that one data block contains 2 or more fragments, and the first two fragments of each data block were the same size.

Принимают на передающей станции подтверждения на те фрагменты L блоков данных, которые были приняты без ошибки на принимающей станции.Confirmations are received at the transmitting station for those fragments of L data blocks that were received without error at the receiving station.

Оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции по принятым подтверждениям.At the transmitting station, the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station is estimated from the received acknowledgments.

Оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи L блоков данных.Estimated at the transmitting station, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, using information about the number of confirmations received after the transmission of L data blocks.

Перед передачей блока данных, определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.Before transmitting the data block, the optimal fragment size, the optimal transmission speed and the corresponding network bandwidth value for the main data transmission mechanism are determined using the obtained signal-to-noise ratio estimate and the probability of station collision probability and the average number of stations in the collision.

Определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.The optimal fragment size, the optimal transmission rate, and the corresponding network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transmission request are determined using the obtained signal-to-noise ratio estimate and the probability of station collision probability and the average number of stations in the collision.

Выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу;Choose the main data transmission mechanism with the optimal fragment size and the optimal transmission rate for the data block to be transmitted if the network bandwidth value for the main data transmission mechanism is greater than the network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transfer request;

Выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных.A data transmission mechanism with a preliminary transfer request with the corresponding optimal fragment size and optimal transmission speed is selected for transmission of the data block if the network bandwidth value for the data transfer mechanism with the preliminary transfer request is greater than the network bandwidth value for the main data transmission mechanism.

Для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента.To transfer all fragments of the data block, the selected data transmission mechanism and the corresponding optimal fragment size are used.

При передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.When transmitting fragments of a data block, the selected optimal transmission rate is used until a new estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network or a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is obtained, after which a new optimal transmission rate is selected, which is used when transmitting fragments of the block data.

Периодически уточняют на передающей станции оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента.Periodically, the transmitting station is updated with an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station using information on the number of confirmations received after the transmission of M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate, and the same fragment size.

При этом для получения на передающей станции оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, осуществляют К, где К больше либо равно 1, последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, усредняют К последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, получая первую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, каждую последующую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети получают, усредняя каждое новое измерение с (K-1) предыдущими измерениями.Moreover, to obtain an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network at the transmitting station, carry out K, where K is greater than or equal to 1, consecutive measurements of the number of free slots between two consecutive transmissions in the network, average K consecutive measurements of the number of free slots between two sequential transfers in the network, getting the first estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, each subsequent estimate with ednego number of available slots between two successive transmissions in the network are obtained by averaging with each new measurement of the (K-1) previous measurements.

Если на передающей станции известно количество станций N0, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле

Figure 00000002
, где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с1=const - постоянная величина, равная 1.55, с2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.If the number of stations N 0 registered in the network is known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated by the formula
Figure 00000002
, where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, with 1 = const is a constant value equal to 1.55, with 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.

Если на передающей станции не известно количество станций, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле

Figure 00000003
, где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с1=const - постоянная величина, равная 1.55, с2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.If the number of stations registered in the network is not known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated by the formula
Figure 00000003
, where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, with 1 = const is a constant value equal to 1.55, with 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.

Вероятность коллизии станции Р оценивают по формуле

Figure 00000004
где N - оценка количества активных станций в сети, с4=const - постоянная величина, равная 0.114, и с5=const - постоянная величина, равная 1.11.The probability of collision of station P is estimated by the formula
Figure 00000004
where N is an estimate of the number of active stations in the network, with 4 = const is a constant value equal to 0.114, and with 5 = const is a constant value equal to 1.11.

Среднее количество станций в коллизии J оценивают по формуле

Figure 00000005
где N - оценка количества активных станций в сети, c6=const - постоянная величина, равная 0.0263, и с7=const - постоянная величина, равная 1.744.The average number of stations in collision J is estimated by the formula
Figure 00000005
where N is an estimate of the number of active stations in the network, c 6 = const is a constant value equal to 0.0263, and with 7 = const is a constant value equal to 1.744.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество LACK,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, по формулеTo obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, count the number L ACK, 2 acknowledgments of the second fragments transmitted after receiving the first fragments without error, while transmitting L data blocks, evaluate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the second fragments of L transmitted data blocks, according to the formula

Figure 00000006
Figure 00000006

где

Figure 00000007
, β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10,Where
Figure 00000007
, β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10,

z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,z 0 - assessment of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station,

x - размер фрагмента, хACK - размер подтверждения.x - fragment size, x ACK - confirmation size.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество LACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, по формулеTo obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, count the number L ACK, 1 confirmations of the reception of the first fragments when transmitting L data blocks, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z using the first fragments L of the transmitted data blocks, the formula

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10,Where
Figure 00000009
β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10,

z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,z 0 - assessment of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station,

Р - оценка вероятности коллизии станции, x - размер фрагмента,P is the estimate of the probability of collision of the station, x is the fragment size,

xACK - размер подтверждения.x ACK - confirmation size.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, усредняют оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов L переданных блоков данных.To obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, evaluate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z using the first fragments L of transmitted data blocks, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z using the second fragments L of transmitted blocks data, average the signal-to-noise ratio estimates obtained using the first and second fragments L of the transmitted data blocks.

Для основного механизма передачи данных под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании основного механизма передачи данных.For the main data transmission mechanism, the optimal fragment size and the optimal transmission speed are understood to mean such a combination of values of the fragment size and transmission speed that maximizes network throughput when using the main data transmission mechanism.

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.For a data transfer mechanism with a preliminary transfer request, the optimal fragment size and the optimal transmission rate are understood to mean such a combination of fragment size and transmission rate that maximizes network throughput when using a data transfer mechanism with a preliminary transfer request.

Для основного механизма передачи данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины

Figure 00000010
по формуле
Figure 00000011
где bVV/tV, τV=c8·s+c9+c10·tV, c8=const - постоянная величина, равная 20, c9=const - постоянная величина, равная 444, и с10=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с B5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000012
по формулеFor the main data transmission mechanism, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined by determining for each of the four transmission speeds V values
Figure 00000010
according to the formula
Figure 00000011
where b V = τ V / t V , τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , c 8 = const is a constant value equal to 20, c 9 = const is a constant value equal to 444, and with 10 = const is a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer rate V = 5.5 Mb / s B 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transfer speed V = 11 Mb / with β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, z - estimation of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000012
according to the formula

Figure 00000013
Figure 00000013

где хmax - размер блока данных,

Figure 00000014
where x max is the size of the data block,
Figure 00000014

round {} - операция округления до ближайшего целого,round {} - operation of rounding to the nearest integer,

ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети

Figure 00000015
по формуле
Figure 00000016
где
Figure 00000017
P - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения оптимальной скорости передачи V(Basic-opt) по формуле
Figure 00000018
определения оптимального размера фрагмента
Figure 00000019
равным размеру фрагмента
Figure 00000020
при V=V(Basic-opt); определения значения пропускной способности сети W(Basic-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента
Figure 00000021
и оптимальной скорости передачи V(Basic-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000022
при
Figure 00000023
и V=V(Basic-opt).ceil {} - operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000015
according to the formula
Figure 00000016
Where
Figure 00000017
P is the estimate of the probability of a collision of a station, J is an estimate of the average number of stations in a collision; determining the optimal transmission speed V (Basic-opt) by the formula
Figure 00000018
determining the optimal fragment size
Figure 00000019
equal to fragment size
Figure 00000020
at V = V (Basic-opt) ; determining the value of network bandwidth W (Basic-opt) corresponding to the optimal fragment size
Figure 00000021
and optimal transmission speed V (Basic-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000022
at
Figure 00000023
and V = V (Basic-opt) .

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины

Figure 00000024
по формулеFor a data transmission mechanism with a preliminary transfer request, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined by determining for each of the four transmission speeds V values
Figure 00000024
according to the formula

Figure 00000025
Figure 00000025

где

Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
c11=const - постоянная величина, равная 20, с12=const - постоянная величина, равная 444, с13=const - постоянная величина, равная 272, с12=const - постоянная величина, равная 404, и с15=const -постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·ехр(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0,195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5 = const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000029
по формулеWhere
Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000028
c 11 = const is a constant value equal to 20, with 12 = const is a constant value equal to 444, with 13 = const is a constant value equal to 272, with 12 = const is a constant value equal to 404, and with 15 = const - a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer speed V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0,195, for the transmission rate V = 5.5 Mb / s 5.5 β = const = 3.13 and 5.5 γ = const = 0,212, A transmission rate V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, z - estimate signal to noise ratio in the signal transmitting station, P - probability estimate station collision, J - estimate of the average number of stations in the collision ; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000029
according to the formula

Figure 00000030
Figure 00000030

где xmax - размер блока данных,

Figure 00000031
where x max is the size of the data block,
Figure 00000031

round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети

Figure 00000032
по формулеround {} - operation of rounding to the nearest integer, ceil {} - operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000032
according to the formula

Figure 00000033
Figure 00000033

где

Figure 00000034
определения оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt) по формуле
Figure 00000035
определения оптимального размера фрагмента
Figure 00000036
равным размеру фрагмента
Figure 00000037
при V=V(RTS-CTS-opt); определения значения пропускной способности сети W(RTS-CTS-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента
Figure 00000038
и оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000039
при
Figure 00000040
и V=V(RTS-CTS-opt).Where
Figure 00000034
determining an optimum transmission rate V (RTS-CTS-opt) by the formula
Figure 00000035
determining the optimal fragment size
Figure 00000036
equal to fragment size
Figure 00000037
at V = V (RTS-CTS-opt) ; determine the value of network bandwidth W (RTS-CTS-opt) corresponding to the optimal fragment size
Figure 00000038
and optimal transmission speed V (RTS-CTS-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000039
at
Figure 00000040
and V = V (RTS-CTS-opt) .

Новую оптимальную скорость передачи для основного механизма передачи данных определяют по формуле

Figure 00000041
где
Figure 00000042
размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для основного механизма передачи данных
Figure 00000043
tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(l0)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, τV=c8·s+c9+c10·tV, c8=const - постоянная величина, равная 20, с9=const - постоянная величина, равная 444, и с10=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.The new optimal transmission rate for the main data transfer mechanism is determined by the formula
Figure 00000041
Where
Figure 00000042
fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the main data transfer mechanism
Figure 00000043
t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (l0) / 10, for the transmission speed V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transmission speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , c 8 = const is a constant value equal to 20, with 9 = const is a constant value equal to 444, and with 10 = const is a constant value equal to 336, s is the last estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, z - the last estimate of the signal-to-noise ratio, P is the last estimate of the probability of collision of a station, J is the last estimate of the average number of stations in a collision.

Новую оптимальную скорость передачи для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют по формуле

Figure 00000044
The new optimal transmission rate for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request is determined by the formula
Figure 00000044

где

Figure 00000045
Where
Figure 00000045

размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу

Figure 00000046
tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231,
Figure 00000047
Figure 00000048
c11=const - постоянная величина, равная 20, с12=const - постоянная величина, равная 444, с13=const - постоянная величина, равная 272, с14=const - постоянная величина, равная 404, и с15=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request
Figure 00000046
t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231,
Figure 00000047
Figure 00000048
c 11 = const is a constant value equal to 20, with 12 = const is a constant value equal to 444, with 13 = const is a constant value equal to 272, with 14 = const is a constant value equal to 404, and with 15 = const - a constant value equal to 336, s is the last estimate of the average number of free slots between two sequential transmissions in the network, z is the last estimate of the signal-to-noise ratio, P is the last estimate of the probability of collision of a station, J is the last estimate of the average number of stations in a collision.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество МACK,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче М блоков данных, если каждый из М блоков данных содержит более одного фрагмента, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи V(opt) и одного и того же размера фрагмента

Figure 00000049
, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных по формулеTo clarify the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, consider the number of M ACKs , 2 confirmations of receipt of the second fragments transmitted after the first fragments were received without error when transmitting M data blocks, if each of the M data blocks contains more than one fragment, transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission speed V (opt) and the same fragment size
Figure 00000049
, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the second fragments M of the transmitted data blocks according to the formula

Figure 00000050
Figure 00000050

где αz,V=0.5·ехр(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V(opt), z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,

Figure 00000051
- размер фрагмента, xACK - размер подтверждения.where α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission rate V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V (opt) , z 0 is the estimate of the signal-to-noise ratio in receiving station signal
Figure 00000051
- fragment size, x ACK - confirmation size.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество МACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, по формулеTo clarify at the transmitting station the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, consider the number of M ACKs , 1 confirmations of the first fragments when transmitting M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate and one and of the same fragment size, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is estimated using the first fragments M of the transmitted data blocks, according to the formula

Figure 00000052
Figure 00000052

где αz,V=0.5·ехр(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с V5.5=const=3.13 и γ5,5=const=0,212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V(opt), z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, x - размер фрагмента, хACK размер подтверждения.where α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s V 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V (opt) , z 0 is the signal-to-signal ratio estimate noise in the signal of the receiving station, P - estimate of the probability of collision of the station, x - fragment size, x ACK confirmation size.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных, усредняют уточненные оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов М переданных блоков данных.To clarify the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is obtained using the first fragments M of the transmitted data blocks; an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is obtained using the second the fragments M of the transmitted data blocks average the updated estimates of the signal-to-noise ratio obtained using the first and second fragments M of the transmitted data blocks.

Для дополнительного уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции усредняют уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции с одной или более предыдущими оценками отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции.To further refine the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is averaged with one or more previous estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station.

Существо изобретения заявляемого способа заключается в следующем.The invention of the proposed method is as follows.

Периодически оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.At the transmitting station, the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network is periodically evaluated.

Оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.The number of active stations in the network is estimated using an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network.

Используя оценку количества активных станций в сети, оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии.Using an estimate of the number of active stations in the network, the probability of a station collision and the average number of stations in a collision are estimated.

Эта последовательность действий в способе-прототипе отсутствует. Вместе с тем, она необходима для получения характеристик текущей загрузки беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, которые затем будут использованы для выбора режима передачи данных, размера фрагмента и скорости передачи, которые максимизируют пропускную способность сети с учетом отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и с учетом текущей загрузки сети.This sequence of actions in the prototype method is missing. At the same time, it is necessary to obtain the characteristics of the current wireless LAN load according to the IEEE 802.11b standard, which will then be used to select the data transfer mode, fragment size, and transmission rate that maximize network throughput taking into account the signal-to-noise ratio in the signal transmitting stations and taking into account the current network load.

Передают с передающей станции на принимающую станцию L блоков данных, где L больше или равно единице, используя основной механизм передачи данных, самую помехоустойчивую скорость передачи и такой размер фрагмента, одинаковый для всех L блоков данных, чтобы один блок данных содержал два или более фрагментов, и первые два фрагмента каждого блока данных имели одинаковый размер.Transmit from the transmitting station to the receiving station L data blocks, where L is greater than or equal to one, using the basic data transmission mechanism, the most noise-resistant transmission rate and such a fragment size that is the same for all L data blocks so that one data block contains two or more fragments, and the first two fragments of each data block were the same size.

Принимают на передающей станции подтверждения на те фрагменты L блоков данных, которые были приняты без ошибки на принимающей станции.Confirmations are received at the transmitting station for those fragments of L data blocks that were received without error at the receiving station.

Оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции по принятым подтверждениям.At the transmitting station, the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station is estimated from the received acknowledgments.

Оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию o количестве подтверждений, принятых после передачи L блоков данных.Estimated at the transmitting station, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, using information about the number of confirmations received after the transmission of L data blocks.

Эта последовательность действий в способе-прототипе отсутствует. Вместо этого в способе-прототипе осуществляют оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции по отношению сигнал-шум в сигнале принимающей станции. Такой подход допустим только в случае, когда передающая и принимающая станции передают с одинаковой мощностью.This sequence of actions in the prototype method is missing. Instead, in the prototype method, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is estimated by the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station. Such an approach is permissible only when the transmitting and receiving stations transmit with the same power.

В заявляемом способе не делается предположения о том, что передающая и принимающая станции передают с одинаковой мощностью. Вместо этого, в заявляемом способе осуществляют оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции на передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи L блоков данных, т.е. используя оценку вероятности правильного приема, полученную по результатам передачи L блоков данных.The claimed method does not make the assumption that the transmitting and receiving stations transmit with the same power. Instead, in the inventive method, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station is estimated using information about the number of confirmations received after the transmission of L data blocks, i.e. using the probability estimate of the correct reception obtained by the transmission of L data blocks.

Перед передачей блока данных, определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.Before transmitting the data block, the optimal fragment size, the optimal transmission speed and the corresponding network throughput value for the main data transmission mechanism are determined using the obtained estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station and the probability of the collision of the station and the average number of stations in the collision.

Определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.The optimal fragment size, the optimal transmission rate, and the corresponding network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transmission request are determined using the obtained signal-to-noise ratio estimate and the probability of station collision probability and the average number of stations in the collision.

Выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.The main data transmission mechanism with the corresponding optimal fragment size and optimal transmission speed is selected for transmission of the data block if the network bandwidth value for the main data transmission mechanism is greater than the network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transfer request.

Выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных.A data transmission mechanism with a preliminary transfer request with the corresponding optimal fragment size and optimal transmission speed is selected for transmission of the data block if the network bandwidth value for the data transfer mechanism with the preliminary transfer request is greater than the network bandwidth value for the main data transmission mechanism.

Эта последовательность действий в способе-прототипе отсутствует. Вместо этого, в способе-прототипе выбирают размер фрагмента и скорость передачи, которые максимизируют пропускную способность сети, полученную с учетом только отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. Так как текущая загрузка сети оказывает существенное влияние на пропускную способность сети, то получаемые в способе-прототипе значения размера фрагмента и скорости передачи не максимизируют реальную пропускную способность сети.This sequence of actions in the prototype method is missing. Instead, in the prototype method, the fragment size and transmission rate are selected that maximize the network bandwidth obtained taking into account only the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station. Since the current network load has a significant effect on network bandwidth, the values obtained in the prototype method for the fragment size and transmission speed do not maximize the real network bandwidth.

В заявляемом способе выбирают совокупность оптимального размера фрагмента и оптимальной скорости передачи, а также соответствующее им значение пропускной способности сети, отдельно для основного механизма передачи данных и для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу. Затем, дополнительно выбирают механизм передачи данных, соответствующий максимальной пропускной способности сети, а также соответствующие ему значения оптимального размера фрагмента и оптимальной скорости передачи.In the inventive method, a combination of the optimal fragment size and the optimal transmission speed, as well as the corresponding value of the network bandwidth, is selected separately for the main data transfer mechanism and for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request. Then, additionally choose a data transfer mechanism corresponding to the maximum network bandwidth, as well as the corresponding values of the optimal fragment size and optimal transmission speed.

Для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента.To transfer all fragments of the data block, the selected data transmission mechanism and the corresponding optimal fragment size are used.

В способе-прототипе также для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный размер фрагмента, так как это требование стандарта IEEE 802.11b. Вместе с тем, отличие этой операции заявляемого способа от способа-прототипа заключается в том, что дополнительно используют для передачи всех фрагментов блока данных выбранный механизм передачи данных.In the prototype method, the selected fragment size is also used to transfer all fragments of the data block, since this is a requirement of the IEEE 802.11b standard. However, the difference between this operation of the proposed method and the prototype method is that it additionally uses the selected data transfer mechanism to transfer all fragments of the data block.

При передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.When transmitting fragments of a data block, the selected optimal transmission rate is used until a new estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network or a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is obtained, after which a new optimal transmission rate is selected, which is used when transmitting fragments of the block data.

Отличие этой операции заявляемого способа от способа-прототипа заключается в следующем. Способ-прототип не учитывает текущую загрузку сети. Поэтому, он предусматривает выбор новой скорости передачи только при получении новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. Заявляемый способ дополнительно предусматривает выбор новой оптимальной скорости передачи при получении новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети (эта характеристика определяет текущую загрузку сети).The difference between this operation of the proposed method from the prototype method is as follows. The prototype method does not take into account the current network load. Therefore, it provides for the selection of a new transmission rate only upon receipt of a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station. The inventive method additionally provides for the selection of a new optimal transmission speed upon receipt of a new estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network (this characteristic determines the current network load).

Также, при выборе новой скорости передачи способ-прототип учитывает только отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции. Заявляемый способ при выборе новой скорости передачи дополнительно учитывает текущую загрузку сети.Also, when choosing a new transmission speed, the prototype method takes into account only the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station. The inventive method when choosing a new transmission speed additionally takes into account the current network load.

Периодически уточняют на передающей станции оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента.Periodically, the transmitting station is updated with an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station using information on the number of confirmations received after the transmission of M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate, and the same fragment size.

Эта операция в способе-прототипе отсутствует. Вместе с тем она необходима, так как отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции может изменяться во времени и его оценку нужно уточнять.This operation is absent in the prototype method. At the same time, it is necessary, since the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station can change in time and its estimate must be clarified.

Таким образом, заявляемая последовательность признаков способа передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b в отличие от известных технических решений позволяет получить новый технический эффект, а именно максимизировать пропускную способность беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.Thus, the claimed sequence of features of a method for transmitting data in a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard, in contrast to the known technical solutions, allows to obtain a new technical effect, namely, to maximize the throughput of the wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard.

Описание изобретения поясняется примерами выполнения и чертежами.The description of the invention is illustrated by examples and drawings.

Фиг.1 иллюстрирует пакет данных.Figure 1 illustrates a data packet.

На Фиг.2 показан пример передачи пакета данных.Figure 2 shows an example of a data packet transmission.

Фиг.3 иллюстрирует основной механизм передачи данных.Figure 3 illustrates the basic data transmission mechanism.

Фиг.4 иллюстрирует механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу.4 illustrates a data transmission mechanism with a preliminary transfer request.

На Фиг.5 приведена структурная схема устройства, на котором реализуют заявляемый способ.Figure 5 shows the structural diagram of a device that implements the inventive method.

Рассмотрим работу заявляемого способа передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.Consider the operation of the proposed method for transmitting data in a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard.

Рассмотрим некоторые основные особенности стандарта, которые необходимы для лучшего понимания заявляемого изобретения.Consider some of the main features of the standard that are necessary for a better understanding of the claimed invention.

Физический уровень стандарта IEEE 802.11b предусматривает четыре скорости передачи: 1, 2, 5.5 и 11 Мб/с. Характеристики помехоустойчивости физического уровня стандарта IEEE 802.11b полностью определяются зависимостями вероятности битовой ошибки от отношения сигнал-шум (ОСШ).The physical layer of the IEEE 802.11b standard provides four transmission speeds: 1, 2, 5.5 and 11 Mb / s. The noise immunity characteristics of the physical layer of the IEEE 802.11b standard are completely determined by the dependences of the probability of bit error on the signal-to-noise ratio (SNR).

Поступающие на уровень MAC (MAC - medium access control - уровень управления доступом к среде передачи) блоки данных перед передачей разбиваются на один или несколько фрагментов. Фрагмент блока данных не может быть больше 18432 бит. Для передачи каждого фрагмента блока данных формируется отдельный пакет данных. Пакет данных (фиг.1) состоит из заголовка MAC, фрагмента блока данных и контрольной суммы и передается на одной из четырех скоростей передачи. Перед каждым пакетом данных на скорости передачи 1 Мбит/с передаются преамбула и заголовок физического уровня, общей длительностью 192 мкс.The data blocks arriving at the MAC level (MAC - medium access control) are divided into one or more fragments before transmission. A fragment of a data block cannot be more than 18432 bits. To transmit each fragment of the data block, a separate data packet is formed. The data packet (FIG. 1) consists of a MAC header, a fragment of a data block and a checksum and is transmitted at one of four transmission rates. Before each data packet at a transmission rate of 1 Mbit / s, a preamble and a physical layer header are transmitted, with a total duration of 192 μs.

Работа беспроводных локальных сетей по стандарту IEEE 802.11b основана на конкурентном доступе к среде передачи. Станция, у которой есть блок данных для передачи, должна определить текущее состояние среды передачи. Если станция обнаруживает, что среда передачи свободна в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами, то она начинает передачу данных. Если станция обнаруживает, что среда передачи занята, то она должна отложить передачу до тех пор, пока среда передачи не будет обнаружена свободной в течение временного интервала, равного базовому интервалу между пакетами. Таким образом, станция избегает коллизии при занятой среде передачи.The work of wireless local area networks according to the IEEE 802.11b standard is based on competitive access to the transmission medium. A station that has a data block for transmission must determine the current state of the transmission medium. If the station detects that the transmission medium is free for a time interval equal to the base interval between packets, then it starts transmitting data. If the station detects that the transmission medium is busy, then it must delay transmission until the transmission medium is found to be free for a time interval equal to the basic interval between packets. Thus, the station avoids collision when the transmission medium is busy.

Передача пакета данных начинается с интервала конкурентного доступа (фиг.2). Начало интервала конкурентного доступа совпадает для всех станций, имеющих блок данных для передачи. Каждая из них случайным образом выбирает длительность своего интервала конкурентного доступа как значение равномерно распределенной в заданных пределах случайной величины. Доступ к среде передачи получает станция, выбравшая интервал наименьшей длительности. Она начинает передачу своих пакетов данных, предварительно выждав свой интервал конкурентного доступа.The transmission of the data packet begins with the interval of competitive access (figure 2). The start of the concurrent access interval is the same for all stations having a data block for transmission. Each of them randomly selects the duration of their competitive access interval as a value of a random variable uniformly distributed within specified limits. Access to the transmission medium is obtained by the station that has chosen the interval of the shortest duration. She begins the transmission of her data packets, having previously waited for her interval of competitive access.

В стандарте IEEE 802.11b интервал конкурентного доступа измеряется в слотах. Будем называть интервал наименьшей длительности (фиг.2) количеством свободных слотов между двумя последовательными передачами в системе.In the IEEE 802.11b standard, concurrent access interval is measured in slots. We will call the interval of the smallest duration (figure 2) the number of free slots between two consecutive transfers in the system.

Если интервал наименьшей длительности совпал у двух или более станций, то они начинают передачу своих пакетов данных одновременно. В этом случае происходит коллизия (наложение их пакетов данных во времени). При коллизии, скорее всего ни один из пакетов данных не будет принят.If the interval of the shortest duration coincided with two or more stations, then they begin to transmit their data packets simultaneously. In this case, a collision occurs (overlapping their data packets in time). In a collision, most likely none of the data packets will be accepted.

Для передачи любого пакета данных в стандарте IEEE 802.11b предусмотрено два механизма (варианта) передачи данных: основной механизм передачи данных и механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу.For the transmission of any data packet, the IEEE 802.11b standard provides two mechanisms (options) for data transfer: the main data transfer mechanism and the data transfer mechanism with a preliminary transfer request.

При использовании основного механизма передачи данных используется следующая последовательность передачи данных (фиг.3). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу пакета данных непосредственно по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции, принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции, пакет данных принят успешно.When using the main data transfer mechanism, the following data transfer sequence is used (FIG. 3). A station that has won competitive access starts transmitting a data packet immediately after the end of its competitive access interval. If the data packet is successfully received at the receiving station, the receiving station transmits an acknowledgment at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of acknowledgment at the transmitting station, the data packet was received successfully.

При использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу используется следующая последовательность передачи данных (фиг.4). Станция, выигравшая конкурентный доступ, начинает передачу запроса на передачу по окончании своего интервала конкурентного доступа. В случае успешного приема запроса на передачу, принимающая станция передает разрешение на передачу через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема разрешения на передачу, передающая станция передает пакет данных через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема пакета данных на принимающей станции, принимающая станция передает подтверждение через интервал времени, равный короткому интервалу между пакетами. В случае успешного приема подтверждения на передающей станции, пакет данных принят успешно.When using the data transfer mechanism with a preliminary transfer request, the following data transfer sequence is used (Fig. 4). A station that has won competitive access starts transmitting a transfer request at the end of its competitive access interval. If the transmission request is successfully received, the receiving station transmits the transmission permission at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of a transmission permit, the transmitting station transmits a data packet at a time interval equal to the short interval between packets. If the data packet is successfully received at the receiving station, the receiving station transmits an acknowledgment at a time interval equal to the short interval between packets. In case of successful reception of acknowledgment at the transmitting station, the data packet was received successfully.

Вероятность успешного приема пакета данных зависит от вероятности коллизии в системе, определяемой текущим количеством активных станций в системе (см. [3], [4] и [5]), и от вероятности битовой ошибки в пакете данных, определяемой отношением сигнал-шум (ОСШ) в сигнале передающей станции на принимающей станции (см. [6], [7] и [8]).The probability of successful reception of a data packet depends on the probability of collision in the system, determined by the current number of active stations in the system (see [3], [4] and [5]), and on the probability of a bit error in the data packet, determined by the signal-to-noise ratio ( SNR) in the signal of the transmitting station at the receiving station (see [6], [7] and [8]).

Вероятность успешного приема пакета данных определяет пропускную способность системы IEEE 802.11b. Другим фактором, определяющим пропускную способность, являются накладные расходы (overhead), сопровождающие передачу пакета данных.The probability of successful reception of a data packet determines the throughput of the IEEE 802.11b system. Another factor determining throughput is the overhead associated with the transmission of a data packet.

Накладные расходы включают:Overhead costs include:

- Все временные интервалы, в которые среда передачи не занята:- All time intervals in which the transmission medium is not occupied:

- Базовый интервал между пакетами- The basic interval between packets

- Интервал конкурентного доступа (количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в системе)- Competitive access interval (number of free slots between two consecutive transfers in the system)

- Короткий интервал между пакетами- Short packet spacing

- Все служебные сообщения:- All service messages:

- Запрос на передачу- Transfer Request

- Разрешение на передачу- Permission to transfer

- Подтверждение- The confirmation

- Всю служебную информацию:- All service information:

- Заголовок MAC- MAC header

- Контрольная сумма- Check sum

- Преамбула- Preamble

- Заголовок физического уровня.- The title of the physical layer.

При этом, чем больше размер фрагмента, тем меньше влияние накладных расходов, но и тем больше вероятность ошибки в пакете данных.Moreover, the larger the fragment size, the less the influence of overhead costs, but also the greater the likelihood of an error in the data packet.

Для максимизации пропускной способности в системе IEEE 802.11b, каждая станция перед передачей каждого блока данных может адаптивно выбирать размер фрагмента, скорость передачи и механизм передачи.To maximize throughput in the IEEE 802.11b system, each station can adaptively select the fragment size, transmission rate, and transmission mechanism before transmitting each data block.

Рассмотрим беспроводную локальную сеть передачи данных по стандарту IEEE 802.11b, включающую, как минимум, одну передающую станцию и одну принимающую станцию. В общем случае, станций в сети будет больше двух.Consider a wireless local area network data transmission according to the IEEE 802.11b standard, which includes at least one transmitting station and one receiving station. In general, there will be more than two stations on the network.

Заявляемый способ осуществляют на устройстве, структурная схема которого выполнена на Фиг.5.The inventive method is carried out on a device whose structural diagram is made in Fig.5.

Устройство передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b (фиг.5) содержит приемник 1, блок 2 управления, узел 3 хранения блоков данных, блок 4 фрагментации, узел 5 хранения фрагментов блока данных и передатчик 6, при этом вход приемника 1 является первым входом устройства передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, первый, второй и третий выходы приемника 1 соединены, соответственно, с первым, вторым и четвертым входами блока 2 управления, первый и третий выходы которого соединены, соответственно, с первым и третьим входами передатчика 6, второй выход блока 2 управления соединен с первым входом блока 4 фрагментации, четвертый выход блока 2 управления соединен со вторым входом узла 5 хранения фрагментов блока данных, вход узла 3 хранения блоков данных является вторым входом устройства передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, первый выход узла 3 хранения блоков данных соединен с третьим входом блока 2 управления, второй выход узла 3 хранения блоков данных соединен со вторым входом блока 4 фрагментации, выход которого соединен с первым входом узла 5 хранения фрагментов блока данных, выход которого соединен со вторым входом передатчика 6, выход которого является выходом устройства передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.The device for transmitting data in a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard (Fig. 5) comprises a receiver 1, a control unit 2, a data unit storage unit 3, a fragmentation unit 4, a fragment storage unit 5 of the data unit and a transmitter 6, while the input of the receiver 1 is the first input of a data transmission device in a wireless local area network according to IEEE 802.11b, the first, second and third outputs of the receiver 1 are connected, respectively, to the first, second and fourth inputs of the control unit 2, the first and third outputs of which are connected, respectively, to the first the second and third inputs of the transmitter 6, the second output of the control unit 2 is connected to the first input of the fragmentation unit 4, the fourth output of the control unit 2 is connected to the second input of the data unit fragment storage unit 5, the input of the data unit storage unit 3 is the second input of the wireless data transmission device LAN according to IEEE 802.11b standard, the first output of the data block storage unit 3 is connected to the third input of the control unit 2, the second output of the data unit storage unit 3 is connected to the second input of the fragmentation unit 4, the output of which connected to the first input of the fragment storage unit 5 of the data block, the output of which is connected to the second input of the transmitter 6, the output of which is the output of the data transmission device in the wireless LAN according to the IEEE 802.11b standard.

Узел 3 хранения блоков данных представляет собой, например, очередь блоков данных. Узел 5 хранения фрагментов блока данных представляет собой, например, очередь фрагментов блока данных.The data block storage unit 3 is, for example, a data block queue. The node 5 for storing fragments of a data block is, for example, a queue of fragments of a data block.

Приемник 1, блок 2 управления, узел 3 хранения блоков данных, блок 4 фрагментации, узел 5 хранения фрагментов блока данных и передатчик 6 могут быть выполнены на процессоре цифровой обработки сигналов (DSP - digital signal processor) или на специализированной микросхеме (такой вариант выполнения станции по стандарту IEEE 802.11b в настоящее время широко распространен на рынке).Receiver 1, control unit 2, data unit storage unit 3, fragmentation unit 4, data unit fragment storage unit 5 and transmitter 6 can be performed on a digital signal processor (DSP) or on a specialized microcircuit (such an embodiment of the station IEEE 802.11b is now widely marketed).

Заявляемый способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b предусматривает три параллельных процесса:The inventive method of transmitting data in a wireless LAN according to the IEEE 802.11b standard provides for three parallel processes:

- периодическую оценку характеристик текущей загрузки сети,- periodic assessment of the characteristics of the current network load,

- периодическую оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции,- periodically evaluating the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station,

- передачу блоков данных и фрагментов блока данных с передающей станции на принимающую станцию с предварительным выбором механизма передачи данных, размера фрагмента и скорости передачи.- transmission of data blocks and fragments of the data block from the transmitting station to the receiving station with a preliminary selection of the data transfer mechanism, fragment size and transmission speed.

Полученная на принимающей станции текущая оценка отношения сигнал-шум и полученные на передающей станции оценки характеристик текущей загрузки сети используются на передающей станции для выбора механизма передачи данных, размера фрагмента и скорости передачи.The current estimate of the signal-to-noise ratio obtained at the receiving station and the estimates of the characteristics of the current network load received at the transmitting station are used at the transmitting station to select the data transmission mechanism, fragment size and transmission speed.

Рассмотрим каждый их этих трех процессов.Consider each of these three processes.

Характеристиками текущей загрузки сети по стандарту IEEE 802.11b являются:The characteristics of the current network load according to the IEEE 802.11b standard are:

- среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети,- the average number of free slots between two consecutive transfers in the network,

- количество активных станций в сети,- the number of active stations in the network,

- вероятность коллизии станции,- probability of a station collision,

- среднее количество станций в коллизии.- average number of stations in collision.

Периодический процесс оценки характеристик текущей загрузки сети осуществляют следующим образом.The periodic process of assessing the characteristics of the current network load is as follows.

Оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.The transmitting station estimates the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network.

Для получения на передающей станции оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети осуществляют, например, следующую последовательность действий.To obtain at the transmitting station estimates of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, for example, the following sequence of actions is carried out.

В приемнике 1 осуществляют К, где К больше либо равно 1, последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети и передают их со второго выхода приемника 1 на второй вход блока 2 управления. Эти измерения осуществляют, используя предусмотренный стандартом IEEE 802.11b механизм физического контроля занятости среды передачи.In the receiver 1 carry out K, where K is greater than or equal to 1, consecutive measurements of the number of free slots between two consecutive transmissions in the network and transmit them from the second output of the receiver 1 to the second input of the control unit 2. These measurements are made using the IEEE 802.11b standard mechanism for physically monitoring the occupancy of a transmission medium.

В блоке 2 управления усредняют К последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, получая первую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.In the control unit 2, averaged K consecutive measurements of the number of free slots between two consecutive transfers in the network, obtaining the first estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network.

Каждую последующую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети получают в блоке 2 управления, усредняя каждое новое измерение с (K-1) предыдущими измерениями.Each subsequent estimate of the average number of free slots between two sequential transmissions in the network is obtained in the control unit 2, averaging each new measurement with (K-1) previous measurements.

В блоке 2 управления оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети.In the control unit 2, the number of active stations in the network is estimated using an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network.

Если на передающей станции известно количество станций N0, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают, например, по формуле

Figure 00000002
, где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с1=const - постоянная величина, равная 1.55, c2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.If the number of stations N 0 registered in the network is known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated, for example, by the formula
Figure 00000002
, where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, with 1 = const is a constant value equal to 1.55, c 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.

Если на передающей станции не известно количество станций, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают, например, по формуле

Figure 00000003
, где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с1=const - постоянная величина, равная 1.55, c2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.If the number of stations registered in the network is not known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated, for example, by the formula
Figure 00000003
, where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, with 1 = const is a constant value equal to 1.55, c 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.

В блоке 2 управления оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии.In control unit 2, the probability of a station collision and the average number of stations in a collision are estimated.

Вероятность коллизии станции Р оценивают, например, по формуле

Figure 00000053
где N - оценка количества активных станций в сети, с4=const - постоянная величина, равная 0.114, и с5=const - постоянная величина, равная 1.11.The probability of collision of station P is estimated, for example, by the formula
Figure 00000053
where N is an estimate of the number of active stations in the network, with 4 = const is a constant value equal to 0.114, and with 5 = const is a constant value equal to 1.11.

Среднее количество станций в коллизии J оценивают, например, по формуле

Figure 00000054
где N - оценка количества активных станций в сети, с6=const - постоянная величина, равная 0.0263, и c7=const - постоянная величина, равная 1.744.The average number of stations in collision J is estimated, for example, by the formula
Figure 00000054
where N is an estimate of the number of active stations in the network, with 6 = const is a constant value equal to 0.0263, and c 7 = const is a constant value equal to 1.744.

Процесс оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети осуществляют периодически. Как только появляется новая оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, с ее использованием осуществляют оценку количества активных станций в сети, а с ее использованием - оценку вероятности коллизии станции и оценку среднего количества станций в коллизии.The process of estimating the average number of free slots between two consecutive transfers in the network is carried out periodically. As soon as a new estimate of the average number of free slots between two successive transmissions in the network appears, using it, an estimate is made of the number of active stations in the network, and with its use, an estimate is made of the probability of a station collision and an estimate of the average number of stations in a collision.

При этом при выборе механизма передачи данных, размера фрагмента и/или скорости передачи используют текущие, т.е. самые последние по времени, значения оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, оценки вероятности коллизии станции и оценки среднего количества станций в коллизии.In this case, when choosing a data transfer mechanism, fragment size and / or transmission rate, current ones are used, i.e. the most recent ones are the estimates of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, the estimates of the probability of a station collision, and the estimates of the average number of stations in a collision.

Периодический процесс оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции осуществляют следующим образом.The periodic process of evaluating the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is as follows.

Сначала осуществляют предварительную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, а затем периодически уточняют эту оценку.First, a preliminary estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is carried out, and then this estimate is periodically updated.

Передают с передающей станции на принимающую станцию L блоков данных, где L больше или равно единицы, используя основной механизм передачи данных, самую помехоустойчивую скорость передачи и такой размер фрагмента, одинаковый для всех L блоков данных, чтобы один блок данных содержал два или более фрагментов, и первые два фрагмента каждого блока данных имели одинаковый размер.Transmit from the transmitting station to the receiving station L data blocks, where L is greater than or equal to one, using the main data transmission mechanism, the most noise-resistant transmission rate and such a fragment size that is the same for all L data blocks so that one data block contains two or more fragments, and the first two fragments of each data block were the same size.

Блоки данных поступают на вход узла 3 хранения блоков данных.The data blocks are fed to the input of the data block storage unit 3.

Передают с первого выхода узла 3 хранения блоков данных на третий вход блока 2 управления размеры L блоков данных.The sizes L of the data blocks are transmitted from the first output of the data block storage unit 3 to the third input of the control unit 2.

В блоке 2 управления выбирают для L блоков данных такой размер фрагмента, чтобы один блок данных содержал два или более фрагментов, и первые два фрагмента каждого блока данных имели одинаковый размер. Это можно сделать, например, выбрав размер фрагмента приблизительно равным половине размера блока данных, который среди L блоков данных имеет минимальный размер. Выбранный размер фрагмента передают со второго выхода блока управления на первый вход блока фрагментации.In control unit 2, a fragment size is selected for L data blocks such that one data block contains two or more fragments, and the first two fragments of each data block have the same size. This can be done, for example, by choosing the fragment size approximately equal to half the size of the data block, which among the L data blocks has a minimum size. The selected fragment size is transmitted from the second output of the control unit to the first input of the fragmentation unit.

Информация о выбранном в блоке 2 управления для передачи L блоков данных основном режиме передачи данных поступает с третьего выхода блока 2 управления на третий вход передатчика 6.Information about the main data transfer mode selected in the control unit 2 for transmitting L data blocks is received from the third output of the control unit 2 to the third input of the transmitter 6.

Информация о выбранной в блоке 2 управления для передачи L блоков данных самой помехоустойчивой скорости передачи (1 Мб/с) поступает с первого выхода блока 2 управления на первый вход передатчика 6.Information about the most noise-resistant transmission rate (1 Mb / s) selected in the control unit 2 for transmitting L data blocks comes from the first output of the control unit 2 to the first input of the transmitter 6.

Со второго выхода узла 3 хранения блоков данных на второй вход блока 4 фрагментации поступает очередной блок данных, после чего он исключается из узла 3 хранения блоков данных.From the second output of the data block storage unit 3, the next data block arrives at the second input of the fragmentation unit 4, after which it is excluded from the data block storage unit 3.

В блоке 4 фрагментации осуществляют фрагментацию очередного блока данных, используя информацию о выбранном размере фрагмента. Набор фрагментов блока данных поступает с выхода блока 4 фрагментации на первый вход узла 5 хранения фрагментов блока данных.In block 4 fragmentation carry out fragmentation of the next block of data using information about the selected size of the fragment. The set of fragments of the data block comes from the output of the fragmentation block 4 to the first input of the node 5 for storing fragments of the data block.

Очередной фрагмент блока данных поступает с выхода узла 5 хранения фрагментов блока данных на второй вход передатчика 6.The next fragment of the data block comes from the output of the node 5 for storing fragments of the data block to the second input of the transmitter 6.

В передатчике 6 из поступившего фрагмента блока данных формируют пакет данных, добавляют к нему преамбулу и заголовок физического уровня и передают пакет данных с выхода передатчика 6 на принимающую станцию.In the transmitter 6, a data packet is formed from the incoming fragment of the data block, a preamble and a physical layer header are added to it, and a data packet is transmitted from the output of the transmitter 6 to the receiving station.

Если пакет данных принят на принимающей станции без ошибок, то с принимающей станции на передающую станцию передают подтверждение. Если подтверждение принято на передающей станции без ошибок, то оно поступает на вход приемника 1, с третьего выхода которого поступает на четвертый вход блока 2 управления, с четвертого выхода которого поступает на второй вход узла 5 хранения фрагментов блока данных. При получении подтверждения на фрагмент, этот фрагмент исключается из узла 5 хранения фрагментов блока данных.If the data packet was received at the receiving station without errors, then an acknowledgment is transmitted from the receiving station to the transmitting station. If the confirmation is received at the transmitting station without errors, then it arrives at the input of the receiver 1, from the third output of which it goes to the fourth input of the control unit 2, from the fourth output of which goes to the second input of the node 5 for storing fragments of the data block. Upon receipt of confirmation for a fragment, this fragment is excluded from the node 5 for storing fragments of the data block.

Если пакет данных принят на принимающей станции с ошибками или подтверждение принято на передающей станции с ошибками, то фрагмент не исключается из узла 5 хранения фрагментов блока данных и передается заново.If the data packet is received at the receiving station with errors or the confirmation is received at the transmitting station with errors, then the fragment is not excluded from the node 5 for storing fragments of the data block and is transmitted again.

Описанным выше способом на передающей станции принимают подтверждения на все передачи всех фрагментов L блоков данных, которые были приняты без ошибки на принимающей станции.In the manner described above, confirmations are received at the transmitting station for all transmissions of all fragments L of data blocks that were received without error at the receiving station.

На передающей станции в приемнике 1 оценивают отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции по принятым подтверждениям.At the transmitting station in receiver 1, the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station is estimated from the received acknowledgments.

Отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции оценивают на передающей станции любым из известных способов. При этом в качестве отношения сигнал-шум используют отношение мощности чипа полезного сигнала к мощности шума (стандарт IEEE 802.11b использует технологию передачи сигнала с расширением спектра сигнала псевдослучайной последовательностью, поэтому использован общепринятый в таких ситуациях термин "чип полезного сигнала").The signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station is estimated at the transmitting station by any of the known methods. In this case, the signal-to-noise ratio is used as the ratio of the power of the useful signal chip to the noise power (the IEEE 802.11b standard uses signal transmission technology with spreading the signal spectrum by a pseudo-random sequence, therefore the term "useful signal chip" is generally used in such situations).

Оценки отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции поступают с первого выхода приемника 1 на первый вход блока 2 управления. В блоке 2 управления эти оценки могут быть дополнительно усреднены.Estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station come from the first output of receiver 1 to the first input of control unit 2. In control unit 2, these estimates can be further averaged.

Оценивают на передающей станции в блоке 2 управления отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи L блоков данных.The signal to noise ratio in the signal of the transmitting station is estimated at the transmitting station in the control unit 2 using information on the number of confirmations received after the transmission of L data blocks.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, считают количество LАСК,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, по формулеTo obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, consider the number of L ACKs, 2 acknowledgments of the second fragments transmitted after receiving the first fragments without error, while transmitting L data blocks, evaluate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the second fragments L of the transmitted data blocks, according to the formula

Figure 00000055
Figure 00000055

где

Figure 00000056
β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10,Where
Figure 00000056
β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10,

z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,z 0 - assessment of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station,

х - размер фрагмента, хACK - размер подтверждения.x is the size of the fragment, x ACK is the size of the confirmation.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, считают количество LACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, по формулеTo obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, count the number L ACK, 1 confirmations of the reception of the first fragments when transmitting L data blocks, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z using the first fragments of L transmitted blocks data according to the formula

Figure 00000057
Figure 00000057

где

Figure 00000058
β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10,Where
Figure 00000058
β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10,

z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,z 0 - assessment of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station,

Р - оценка вероятности коллизии станции, х - размер фрагмента,P is the estimate of the probability of collision of the station, x is the fragment size,

хACK - размер подтверждения.x ACK - confirmation size.

Для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, усредняют оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов L переданных блоков данных.To obtain an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is estimated using the first fragments L of transmitted data blocks, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is estimated using the second fragments L transmitted data blocks, average the signal-to-noise ratio estimates obtained using the first and second fragments of L transmitted data blocks.

Периодически уточняют на передающей станции в блоке 2 управления оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента.The estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is periodically updated at the transmitting station in the control unit 2 using information on the number of confirmations received after the transmission of M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate and the same fragment size.

То есть, после предварительной оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, эту оценку периодически уточняют. Для этого используют последовательности из М блоков данных, где М больше или равно единице, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента.That is, after a preliminary assessment of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, this estimate is periodically updated. For this, sequences from M data blocks are used, where M is greater than or equal to one transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission speed and the same fragment size.

На передающей станции в приемнике 1 оценивают отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции по принятым подтверждениям на те фрагменты М блоков данных, которые были приняты без ошибок на принимающей станции.At the transmitting station in receiver 1, the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station is estimated from the received acknowledgments to those fragments M of data blocks that were received without errors at the receiving station.

Оценки отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции поступают с первого выхода приемника 1 на первый вход блока 2 управления. В блоке 2 управления эти оценки могут быть дополнительно усреднены.Estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station come from the first output of receiver 1 to the first input of control unit 2. In control unit 2, these estimates can be further averaged.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, считают количество МACK,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче М блоков данных, если каждый из М блоков данных содержит более одного фрагмента, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи V(opt) и одного и того же размера фрагмента

Figure 00000059
, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных по формулеTo clarify the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, consider the number of M ACKs , 2 acknowledgments of the second fragments transmitted after the first fragments were received without error when transmitting M data blocks, if each of the M data blocks contains more one fragment transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate V (opt) and the same fragment size
Figure 00000059
, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the second fragments M of the transmitted data blocks according to the formula

Figure 00000060
Figure 00000060

где α=0.5·ехр(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V(opt), z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции,

Figure 00000051
- размер фрагмента, хACK - размер подтверждения.where α = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V (opt) , z 0 is the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station ,
Figure 00000051
- fragment size, x ACK - confirmation size.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, считают количество MACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи и одного и того же размера фрагмента, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, по формулеTo clarify the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, consider the number M ACK, 1 confirmations of the reception of the first fragments when transmitting M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate and the same fragment size, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is estimated using the first fragments M of the transmitted data blocks, according to the formula

Figure 00000061
Figure 00000061

где αz,V=0.5·exp(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V(opt), z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, x - размер фрагмента, хACK - размер подтверждения.where α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission rate V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V (opt) , z 0 is the estimate of the signal-to-noise ratio in signal of the receiving station, P - estimate of the probability of collision of the station, x - fragment size, x ACK - confirmation size.

Для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных, усредняют уточненные оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов М переданных блоков данных.To refine the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, for example, an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is obtained, using the first fragments M of the transmitted data blocks, an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is obtained using the second fragments M of the transmitted data blocks, average the refined estimates of the signal-to-noise ratio obtained using the first and second fragments M of the transmitted data blocks.

Для дополнительного уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, например, усредняют уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции с одной или более предыдущими оценками отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции.For further refinement at the transmitting station, estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, for example, average the updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station with one or more previous estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station.

Процесс передачи блоков данных с передающей станции на принимающую станцию осуществляют следующим образом.The process of transmitting data blocks from the transmitting station to the receiving station is as follows.

Блоки данных поступают на вход узла 3 хранения блоков данных.The data blocks are fed to the input of the data block storage unit 3.

Перед передачей блока данных, в блоке 2 управления определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.Before transmitting the data block, in the control unit 2, the optimal fragment size, the optimal transmission speed and the corresponding network bandwidth value for the main data transmission mechanism are determined using the obtained signal-to-noise ratio estimate and the probability of station collision probability and the average number of stations in collision.

Для этого передают с первого выхода узла 3 хранения блоков данных на третий вход блока 2 управления размер блока данных.For this, the data block size is transmitted from the first output of the data block storage unit 3 to the third input of the control unit 2.

Для основного механизма передачи данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети, например, путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины

Figure 00000062
по формуле
Figure 00000063
где bVV/tV, τV=c8·s+c9+c10·tV, c8=const - постоянная величина, равная 20, c9=const - постоянная величина, равная 444, и с10=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·ехр(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с B11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000064
по формулеFor the main data transmission mechanism, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined, for example, by determining for each of the four transmission speeds V the value
Figure 00000062
according to the formula
Figure 00000063
where b V = τ V / t V , τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , c 8 = const is a constant value equal to 20, c 9 = const is a constant value equal to 444, and with 10 = const is a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two sequential transfers in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer rate V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transfer speed V = 11 Mb / with B 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231 , z is the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000064
according to the formula

Figure 00000065
Figure 00000065

где хmax - размер блока данных,

Figure 00000066
,where x max is the size of the data block,
Figure 00000066
,

round {} - операция округления до ближайшего целого,round {} - operation of rounding to the nearest integer,

ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети

Figure 00000067
по формуле
Figure 00000068
где
Figure 00000069
Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения оптимальной скорости передачи V(Basic-opt) по формуле
Figure 00000070
определения оптимального размера фрагмента
Figure 00000071
равным размеру фрагмента
Figure 00000072
при V=V(Basic-opt); определения значения пропускной способности сети W(Basic-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента
Figure 00000073
и оптимальной скорости передачи V(Basic-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000074
при
Figure 00000075
V=V(Basic-opt).ceil {} - operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000067
according to the formula
Figure 00000068
Where
Figure 00000069
P - estimate of the probability of a collision of a station, J - estimate of the average number of stations in a collision; determining the optimal transmission speed V (Basic-opt) by the formula
Figure 00000070
determining the optimal fragment size
Figure 00000071
equal to fragment size
Figure 00000072
at V = V (Basic-opt) ; determining the value of network bandwidth W (Basic-opt) corresponding to the optimal fragment size
Figure 00000073
and optimal transmission speed V (Basic-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000074
at
Figure 00000075
V = V (Basic-opt) .

Для основного механизма передачи данных под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании основного механизма передачи данных. Выбором отдельно значения размера фрагмента или отдельно значения скорости передачи нельзя максимизировать пропускную способность сети при использовании основного механизма передачи данных. Только совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи может быть выбрана такой, что она максимизирует пропускную способность сети при использовании основного механизма передачи данных.For the main data transmission mechanism, the optimal fragment size and the optimal transmission speed are understood to mean such a combination of values of the fragment size and transmission speed that maximizes network throughput when using the main data transmission mechanism. Selecting a fragment size value separately or a transmission speed value separately cannot maximize network bandwidth when using the basic data transfer mechanism. Only a combination of fragment size and transmission rate values can be selected such that it maximizes network throughput when using the basic data transfer mechanism.

В блоке 2 управления определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии.In control unit 2, the optimal fragment size, the optimal transmission rate, and the corresponding network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transmission request are determined using the obtained signal-to-noise ratio estimate and the probability of station collision probability and the average number of stations in collision.

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети, например, путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины

Figure 00000076
по формулеFor a data transfer mechanism with a preliminary transfer request, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined, for example, by determining, for each of the four transmission speeds, V
Figure 00000076
according to the formula

Figure 00000077
Figure 00000077

где

Figure 00000078
Where
Figure 00000078

Figure 00000079
Figure 00000080
c11=const - постоянная величина, равная 20, с12=const - постоянная величина, равная 444, c13=const - постоянная величина, равная 272, с14=const - постоянная величина, равная 404, и с15=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000081
по формуле
Figure 00000082
где хmax - размер блока данных,
Figure 00000083
, round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети
Figure 00000084
по формуле
Figure 00000079
Figure 00000080
c 11 = const is a constant value equal to 20, with 12 = const is a constant value equal to 444, c 13 = const is a constant value equal to 272, with 14 = const is a constant value equal to 404, and with 15 = const - a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer speed V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transmission rate V = 5.5 Mb / s 5.5 β = const = 3.13 and 5.5 γ = const = 0,212, for scab transmission V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, z - estimate signal to noise ratio in the signal transmitting station, P - probability estimate station collision, J - estimate of the average number of stations in the collision; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000081
according to the formula
Figure 00000082
where x max is the size of the data block,
Figure 00000083
, round {} - the operation of rounding to the nearest integer, ceil {} - the operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000084
according to the formula

Figure 00000085
Figure 00000085

где

Figure 00000086
определения оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt) по формуле
Figure 00000087
определения оптимального размера фрагмента
Figure 00000088
равным размеру фрагмента
Figure 00000089
при V=V(RTS-CTS-opt); определения значения пропускной способности сети W(RTS-CTS-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента
Figure 00000090
и оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000091
при
Figure 00000092
и V=V(RTS-CTS-opt).Where
Figure 00000086
determining an optimum transmission rate V (RTS-CTS-opt) by the formula
Figure 00000087
determining the optimal fragment size
Figure 00000088
equal to fragment size
Figure 00000089
at V = V (RTS-CTS-opt) ; determine the value of network bandwidth W (RTS-CTS-opt) corresponding to the optimal fragment size
Figure 00000090
and optimal transmission speed V (RTS-CTS-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000091
at
Figure 00000092
and V = V (RTS-CTS-opt) .

Для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу. Выбором отдельно значения размера фрагмента или отдельно значения скорости передачи нельзя максимизировать пропускную способность сети при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу. Только совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи может быть выдрана такой, что она максимизирует пропускную способность сети при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.For a data transfer mechanism with a preliminary transfer request, the optimal fragment size and the optimal transmission rate are understood to mean such a combination of fragment size and transmission rate that maximizes network throughput when using a data transfer mechanism with a preliminary transfer request. Selecting a fragment size value separately or a transmission speed value separately cannot maximize the network throughput when using a data transfer mechanism with a preliminary transfer request. Only a combination of fragment size and transmission rate values can be selected such that it maximizes network throughput when using a data transfer mechanism with a preliminary transfer request.

В блоке 2 управления выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.In the control unit 2, the main data transmission mechanism is selected for transmission of the data block with the optimal fragment size and optimal transmission speed corresponding to it if the network bandwidth value for the main data transmission mechanism is greater than the network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transmission request.

В блоке 2 управления выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных.In the control unit 2, a data transmission mechanism with a preliminary transfer request with the corresponding optimal fragment size and optimal transmission speed is selected for transmission of the data block if the network bandwidth value for the data transmission mechanism with the preliminary transmission request is greater than the network bandwidth value for the main mechanism data transmission.

Для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента.To transfer all fragments of the data block, the selected data transmission mechanism and the corresponding optimal fragment size are used.

Информацию о выбранном механизме передачи данных передают с первого выхода блока 2 управления на первый вход передатчика 6, а информацию о выбранном оптимальном размере фрагмента - со второго выхода блока 2 управления на первый вход блока 4 фрагментации.Information about the selected data transfer mechanism is transmitted from the first output of the control unit 2 to the first input of the transmitter 6, and information about the selected optimal fragment size is transmitted from the second output of the control unit 2 to the first input of the fragmentation unit 4.

Со второго выхода узла хранения блоков 3 данных на второй вход блока 4 фрагментации поступает очередной блок данных, после чего он исключается из узла 3 хранения блоков данных.From the second output of the data block storage unit 3, the next data block arrives at the second input of the fragmentation unit 4, after which it is excluded from the data block storage unit 3.

В блоке 4 фрагментации осуществляют фрагментацию очередного блока данных, используя информацию о выбранном оптимальном размере фрагмента.In block 4 fragmentation carry out fragmentation of the next data block, using information about the selected optimal fragment size.

Набор фрагментов блока данных поступает с выхода блока 4 фрагментации на первый вход узла 5 хранения фрагментов блока данных.The set of fragments of the data block comes from the output of the fragmentation block 4 to the first input of the node 5 for storing fragments of the data block.

При передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных.When transmitting fragments of a data block, the selected optimal transmission rate is used until a new estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network or a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station is obtained, after which a new optimal transmission rate is selected, which is used when transmitting fragments of the block data.

Очередной фрагмент блока данных поступает с выхода узла 5 хранения фрагментов блока данных на второй вход передатчика 6.The next fragment of the data block comes from the output of the node 5 for storing fragments of the data block to the second input of the transmitter 6.

При первой передаче первого фрагмента блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи, которая поступает с третьего выхода блока 2 управления на третий вход передатчика 6.When the first fragment of the data block is transmitted for the first time, the selected optimal transmission rate is used, which comes from the third output of the control unit 2 to the third input of the transmitter 6.

В передатчике 6 из поступившего фрагмента блока данных формируют пакет данных, добавляют к нему преамбулу и заголовок физического уровня и передают пакет данных с выхода передатчика 6 на принимающую станцию.In the transmitter 6, a data packet is formed from the incoming fragment of the data block, a preamble and a physical layer header are added to it, and a data packet is transmitted from the output of the transmitter 6 to the receiving station.

Если пакет данных принят на принимающей станции без ошибок, то с принимающей станции на передающую станцию передают подтверждение. Если подтверждение принято на передающей станции без ошибок, то оно поступает на вход приемника 1, с третьего выхода которого поступает на четвертый вход блока 2 управления, с четвертого выхода которого поступает на второй вход узла 5 хранения фрагментов блока данных. При получении подтверждения на фрагмент, этот фрагмент исключается из узла 5 хранения фрагментов блока данных.If the data packet was received at the receiving station without errors, then an acknowledgment is transmitted from the receiving station to the transmitting station. If the confirmation is received at the transmitting station without errors, then it arrives at the input of the receiver 1, from the third output of which it goes to the fourth input of the control unit 2, from the fourth output of which goes to the second input of the node 5 for storing fragments of the data block. Upon receipt of confirmation for a fragment, this fragment is excluded from the node 5 for storing fragments of the data block.

Если пакет данных принят на принимающей станции с ошибками или подтверждение принято на передающей станции с ошибками, то фрагмент не исключается из узла 5 хранения фрагментов блока данных и передается заново.If the data packet is received at the receiving station with errors or the confirmation is received at the transmitting station with errors, then the fragment is not excluded from the node 5 for storing fragments of the data block and is transmitted again.

При повторной передаче первого фрагмента блока данных или при передаче других фрагментов блока данных возможна ситуация, при которой перед передачей была получена новая оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети или новая оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции. В этой ситуации в блоке 2 управления выбирают новую оптимальную скорость передачи, которая поступает с третьего выхода блока 2 управления на третий вход передатчика 6. При повторной передаче первого фрагмента блока данных или при передаче других фрагментов блока данных используют новую оптимальную скорость передачи, ранее выбранный механизм передачи данных и ранее выбранный оптимальный размер фрагмента.When retransmitting the first fragment of the data block or when transmitting other fragments of the data block, a situation is possible in which, before transmission, a new estimate of the average number of free slots between two successive transmissions in the network or a new estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station was obtained. In this situation, in the control unit 2, a new optimal transmission rate is selected, which comes from the third output of the control unit 2 to the third input of the transmitter 6. When retransmitting the first fragment of the data block or when transmitting other fragments of the data block, the new optimal transmission speed is used, the previously selected mechanism data transmission and the previously selected optimal fragment size.

Новую оптимальную скорость передачи для основного механизма 5 передачи данных определяют, например, по формулеThe new optimal transmission rate for the main data transfer mechanism 5 is determined, for example, by the formula

Figure 00000093
Figure 00000093

где

Figure 00000094
размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для основного механизма передачи данных
Figure 00000095
tV=1/V, α2,v=0.5·exp(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ11=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, τV=c8·s+c9+c10·tV, с8=const - постоянная величина, равная 20, c9=const - постоянная величина, равная 444, и c10=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.Where
Figure 00000094
fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the main data transfer mechanism
Figure 00000095
t V = 1 / V, α 2, v = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 11 = const = ln (10) / 10, for the transmission speed V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transmission speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , with 8 = const - a constant value equal to 20, c 9 = const - a constant value equal to 444, and c 10 = const - a constant value equal to 336, s - the last estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, z - the last estimate of the signal-to-noise ratio, P is the last estimate of the probability of collision of a station, J is the last estimate of the average number of stations in a collision.

Новую оптимальную скорость передачи для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют по формулеThe new optimal transmission rate for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request is determined by the formula

Figure 00000096
где
Figure 00000097
размер фрагмента х равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу
Figure 00000098
tV=1/V, α=0.5·exp(-βV·ехр(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231,
Figure 00000099
Figure 00000100
c11=const - постоянная величина, равная 20, с12=const - постоянная величина, равная 444, с13=const - постоянная величина, равная 272, c14=const - постоянная величина, равная 404, и c15=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.
Figure 00000096
Where
Figure 00000097
fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request
Figure 00000098
t V = 1 / V, α = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transfer rate V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231,
Figure 00000099
Figure 00000100
c 11 = const is a constant value equal to 20, c 12 = const is a constant value equal to 444, c 13 = const is a constant value equal to 272, c 14 = const is a constant value equal to 404, and c 15 = const - a constant value equal to 336, s is the last estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, z is the last estimate of the signal-to-noise ratio, P is the last estimate of the probability of collision of a station, J is the last estimate of the average number of stations in a collision.

Заявляемый способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b позволяет максимизировать пропускную способность беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b.The inventive method of transmitting data in a wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard allows you to maximize the throughput of the wireless local area network according to the IEEE 802.11b standard.

Это преимущество достигается за счет того, что перед передачей каждого блока данных выбирают такой механизм передачи данных и соответствующие ему оптимальный размер фрагмента и оптимальную скорость передачи, которые максимизируют пропускную способность сети с учетом отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции и с учетом текущей загрузки сети.This advantage is achieved due to the fact that before transmitting each data block, such a data transmission mechanism and the corresponding optimal fragment size and optimal transmission speed are selected that maximize network throughput taking into account the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station and taking into account the current network load .

Claims (19)

1. Способ передачи данных в беспроводной локальной сети по стандарту IEEE 802.11b, включающей как минимум одну передающую станцию и одну принимающую станцию, заключающийся в том, что периодически оценивают на передающей станции среднее количество свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, оценивают количество активных станций в сети, используя оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, используя оценку количества активных станций в сети, оценивают вероятность коллизии станции и среднее количество станций в коллизии, передают с передающей станции на принимающую станцию L блоков данных, где L больше или равно единице, используя основной механизм передачи данных, самую помехоустойчивую скорость передачи и такой размер фрагмента, одинаковый для всех L блоков данных, чтобы один блок данных содержал два или более фрагментов, и первые два фрагмента каждого блока данных имели одинаковый размер, принимают на передающей станции подтверждения на те фрагменты L блоков данных, которые были приняты без ошибки на принимающей станции, оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале принимающей станции по принятым подтверждениям, оценивают на передающей станции отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи L блоков данных, перед передачей блока данных, определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии, определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, используя полученную оценку отношения сигнал-шум и оценки вероятности коллизии станции и среднего количества станций в коллизии, выбирают для передачи блока данных основной механизм передачи данных с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для основного механизма передачи данных больше значения пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу, выбирают для передачи блока данных механизм передачи данных с предварительным запросом на передачу с соответствующим ему оптимальным размером фрагмента и оптимальной скоростью передачи, если значение пропускной способности сети для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу больше значения пропускной способности сети для основного механизма передачи данных, для передачи всех фрагментов блока данных используют выбранный механизм передачи данных и соответствующий ему оптимальный размер фрагмента, при передаче фрагментов блока данных используют выбранную оптимальную скорость передачи до получения новой оценки количества активных станций в сети или новой оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, после чего выбирают новую оптимальную скорость передачи, которую используют при передаче фрагментов блока данных, периодически уточняют на передающей станции оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, используя информацию о количестве подтверждений, принятых после передачи М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи, и одного и того же размера фрагмента.1. The method of transmitting data in a wireless LAN according to the IEEE 802.11b standard, including at least one transmitting station and one receiving station, which consists in periodically evaluating at the transmitting station the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, evaluating the number of active stations in the network, using the estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, using the estimate of the number of active stations in the network, estimate the probability of collision and the stations and the average number of stations in collision, transmit L data blocks from the transmitting station to the receiving station, where L is greater than or equal to one, using the main data transmission mechanism, the most noise-resistant transmission rate and such a fragment size that is the same for all L data blocks so that one data block contained two or more fragments, and the first two fragments of each data block were of the same size, they received confirmation at the transmitting station on those fragments of L data blocks that were received without error at receiving station, evaluate the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station at the transmitting station according to the received acknowledgments, evaluate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station at the transmitting station, using information about the number of confirmations received after transmitting L data blocks before transmitting the data block, determine the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding value of network bandwidth for the main data transfer mechanism, using the resulting estimate Signal-to-noise ratio and estimates of the probability of collision of the station and the average number of stations in the collision determine the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value for the data transfer mechanism with a preliminary transmission request using the obtained signal-to-noise ratio estimate and estimates the probability of collision of the station and the average number of stations in the collision, choose the main data transmission mechanism with the corresponding optimal size f agent and the optimal transmission speed, if the value of the network bandwidth for the main data transmission mechanism is greater than the network bandwidth value for the data transmission mechanism with a preliminary transfer request, select a data transmission mechanism with a preliminary transfer request with the corresponding optimal fragment size for transmitting the data block and optimal transmission speed if the value of network bandwidth for the data transmission mechanism with a preliminary request for transfers the network bandwidth is greater than the value for the main data transmission mechanism, the selected data transmission mechanism and the corresponding optimal fragment size are used to transfer all fragments of the data block; when transmitting fragments of the data block, the selected optimal transmission speed is used until a new estimate of the number of active stations in the network or new estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, after which a new optimal transmission rate is selected, which is used when transmitting fra cops of the data block, periodically specify at the transmitting station an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, using information on the number of confirmations received after the transmission of M data blocks transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate, and the same fragment size. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения на передающей станции оценки среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, осуществляют К, где К больше либо равно 1, последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, усредняют К последовательных измерений количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, получая первую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, каждую последующую оценку среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети получают, усредняя каждое новое измерение с (К-1) предыдущими измерениями.2. The method according to claim 1, characterized in that to obtain at the transmitting station an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, carry out K, where K is greater than or equal to 1, consecutive measurements of the number of free slots between two consecutive transmissions in the network , averaged To consecutive measurements of the number of free slots between two consecutive transfers in the network, obtaining a first estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, azhduyu subsequent measurement of the average number of free slots between two successive transmissions in the network are obtained by averaging with each new measurement of the (K-1) previous measurements. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что если на передающей станции известно количество станций N0, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле
Figure 00000101
где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, c1=const - постоянная величина, равная 1.55, c2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.
3. The method according to claim 1, characterized in that if the number of stations N 0 registered in the network is known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated by the formula
Figure 00000101
where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, c 1 = const is a constant value equal to 1.55, c 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что если на передающей станции не известно количество станций, зарегистрированных в сети, то количество активных станций в сети N оценивают по формуле
Figure 00000102
где s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, c1=const - постоянная величина, равная 1.55, c2=const - постоянная величина, равная 0.9, и c3=const - постоянная величина, равная 6.949.
4. The method according to claim 1, characterized in that if the number of stations registered in the network is not known at the transmitting station, then the number of active stations in the network N is estimated by the formula
Figure 00000102
where s is the estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, c 1 = const is a constant value equal to 1.55, c 2 = const is a constant value equal to 0.9, and c 3 = const is a constant value equal to 6.949.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вероятность коллизии станции Р оценивают по формуле
Figure 00000103
где N - оценка количества активных станций в сети, c4=const - постоянная величина, равная 0.114, и c5=const - постоянная величина, равная 1.11.
5. The method according to claim 1, characterized in that the probability of a collision of the station P is estimated by the formula
Figure 00000103
where N is an estimate of the number of active stations in the network, c 4 = const is a constant value equal to 0.114, and c 5 = const is a constant value equal to 1.11.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что среднее количество станций в коллизии J оценивают по формуле
Figure 00000104
где N - оценка количества активных станций в сети, c6=const - постоянная величина, равная 0.0263, и c7=const - постоянная величина, равная 1.744.
6. The method according to claim 1, characterized in that the average number of stations in collision J is estimated by the formula
Figure 00000104
where N is an estimate of the number of active stations in the network, c 6 = const is a constant value equal to 0.0263, and c 7 = const is a constant value equal to 1.744.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество LACK,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, по формуле7. The method according to claim 1, characterized in that to obtain at the transmitting station an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, the number L ACK, 2 confirmations of the reception of the second fragments transmitted after receiving the first fragments without error when transmitting L data blocks are counted , estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the second fragments L of the transmitted data blocks, according to the formula
Figure 00000105
Figure 00000105
где
Figure 00000106
β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10,
Where
Figure 00000106
β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10,
z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, x - размер фрагмента, ХACK - размер подтверждения.z 0 - evaluation of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station, x - fragment size, X ACK - confirmation size.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество LACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче L блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, по формуле8. The method according to claim 1, characterized in that to obtain at the transmitting station an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, count the number L ACK, 1 confirmations of receipt of the first fragments when transmitting L data blocks, evaluate the signal-to-noise ratio in the transmitting signal station z, using the first fragments of L transmitted data blocks, according to the formula
Figure 00000107
Figure 00000107
где
Figure 00000108
β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, x - размер фрагмента, хACK - размер подтверждения.
Where
Figure 00000108
β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, z 0 is the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station, P is the estimate of the probability of collision of the station, x is the fragment size, x ACK is the confirmation size.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты L переданных блоков данных, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты L переданных блоков данных, усредняют оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов L переданных блоков данных.9. The method according to claim 1, characterized in that to obtain at the transmitting station an estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is estimated, using the first fragments L of the transmitted data blocks, the signal-to-noise ratio is evaluated in the signal of the transmitting station z, using the second fragments L of the transmitted data blocks, average the signal-to-noise ratio estimates obtained using the first and second fragments L of the transmitted data blocks. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для основного механизма передачи данных под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании основного механизма передачи данных.10. The method according to claim 1, characterized in that for the main data transmission mechanism, by the optimal fragment size and optimal transmission speed is understood such a combination of values of the fragment size and transmission speed that maximizes network bandwidth when using the main data transmission mechanism. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу под оптимальным размером фрагмента и под оптимальной скоростью передачи понимают такую совокупность значений размера фрагмента и скорости передачи, которая максимизирует пропускную способность сети, при использовании механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу.11. The method according to claim 1, characterized in that for a data transmission mechanism with a preliminary request for transmission, the optimal fragment size and optimal transmission speed are understood to mean such a combination of fragment size and transmission speed that maximizes network bandwidth when using the transmission mechanism data with a preliminary transfer request. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что для основного механизма передачи данных определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000109
по формуле
12. The method according to claim 1, characterized in that for the main data transfer mechanism, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined by determining for each of the four transmission speeds V values
Figure 00000109
according to the formula
Figure 00000110
Figure 00000110
где bVV/tV, τV=c8·s+c9+c10·tV, c8=const - постоянная величина, равная 20, c9=const - постоянная величина, равная 444, и c10=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000111
по формуле
where b V = τ V / t V , τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , c 8 = const is a constant value equal to 20, c 9 = const is a constant value equal to 444, and c 10 = const is a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two consecutive transfers in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transfer rate V, for the transfer rate V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer rate V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transfer speed V = 11 Mb / with β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, z - estimation of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000111
according to the formula
Figure 00000112
Figure 00000112
где xmax - размер блока данных,
Figure 00000113
round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети
Figure 00000114
формуле
Figure 00000115
где
Figure 00000116
Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения оптимальной скорости передачи по формуле
Figure 00000117
определения оптимального размера фрагмента x~(Basic-opt) равным размеру фрагмента
Figure 00000118
при V=V(Basic-opt); определения значения пропускной способности сети W(Basic-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента
Figure 00000119
и оптимальной скорости передачи V(Basic-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000120
при x=x~(Basic-opt) и V=V(Basic-opt).
where x max is the size of the data block,
Figure 00000113
round {} - operation of rounding to the nearest integer, ceil {} - operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000114
the formula
Figure 00000115
Where
Figure 00000116
P - estimate of the probability of a collision of a station, J - estimate of the average number of stations in a collision; determining the optimal transmission speed by the formula
Figure 00000117
determining the optimal fragment size x ~ (Basic-opt) equal to the fragment size
Figure 00000118
at V = V (Basic-opt); determining the value of network bandwidth W (Basic-opt) corresponding to the optimal fragment size
Figure 00000119
and optimal transmission speed V (Basic-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000120
for x = x ~ (Basic-opt) and V = V (Basic-opt) .
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют оптимальный размер фрагмента, оптимальную скорость передачи и соответствующее им значение пропускной способности сети путем определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000121
по формуле
Figure 00000122
13. The method according to claim 1, characterized in that for the data transmission mechanism with a preliminary transfer request, the optimal fragment size, the optimal transmission rate and the corresponding network throughput value are determined by determining for each of the four transmission speeds V values
Figure 00000121
according to the formula
Figure 00000122
где
Figure 00000123
Where
Figure 00000123
Figure 00000124
c11=const - постоянная величина, равная 20, c12=const - постоянная величина, равная 444, c13=const - постоянная величина, равная 272, c14=const - постоянная величина, равная 404, и c15=const - постоянная величина, равная 336, s - оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV - разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, z - оценка отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, J - оценка среднего количества станций в коллизии; определения для каждой из четырех скоростей передачи V величины
Figure 00000125
по формуле
Figure 00000124
c 11 = const - a constant value equal to 20, c 12 = const - a constant value equal to 444, c 13 = const - a constant value equal to 272, c 14 = const - a constant value equal to 404, and c 15 = const - a constant value equal to 336, s is an estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transmission speed V = 2 Mb / with β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer rate V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for transmission rates V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, z - estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, P - estimate of the probability of collision of the station, J - estimate of the average number of stations in the collision; determining for each of the four transmission rates V values
Figure 00000125
according to the formula
Figure 00000126
Figure 00000126
где xmax - размер блока данных
Figure 00000127
round {} - операция округления до ближайшего целого, ceil {} - операция округления вверх; определения для каждой из четырех скоростей передачи V значения пропускной способности сети
Figure 00000128
по формуле
where x max - data block size
Figure 00000127
round {} - operation of rounding to the nearest integer, ceil {} - operation of rounding up; determining for each of the four transmission speeds V network throughput values
Figure 00000128
according to the formula
Figure 00000129
где
Figure 00000130
определения оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt) по формуле
Figure 00000131
определения оптимального размера х~(RTS-CTS-opt) фрагмента x равным размеру фрагмента
Figure 00000132
при V=V(RTS-CTS-opt); определения значения пропускной способности сети W(RTS-CTS-opt), соответствующего оптимальному размеру фрагмента x~(RTS-CTS-opt) и оптимальной скорости передачи V(RTS-CTS-opt), равным значению пропускной способности сети
Figure 00000133
при x=x~(RTS-CTS-opt) и V=V(RTS-CTS-opt).
Figure 00000129
Where
Figure 00000130
determining an optimum transmission rate V (RTS-CTS-opt) by the formula
Figure 00000131
determine the optimal size x ~ (RTS-CTS-opt) fragment x equal to the size of the fragment
Figure 00000132
at V = V (RTS-CTS-opt) ; determining the value of network bandwidth W (RTS-CTS-opt) corresponding to the optimal fragment size x ~ (RTS-CTS-opt) and the optimal transmission speed V (RTS-CTS-opt) equal to the value of network bandwidth
Figure 00000133
at x = x ~ (RTS-CTS-opt) and V = V (RTS-CTS-opt) .
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что новую оптимальную скорость передачи для основного механизма передачи данных определяют по
Figure 00000134
где
14. The method according to claim 1, characterized in that the new optimal transmission speed for the main data transfer mechanism is determined by
Figure 00000134
Where
Figure 00000135
размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для основного механизма передачи данных
Figure 00000136
tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, τV=c8·s+c9+c10·tV, c8=const - постоянная величина, равная 20, c9=const - постоянная величина, равная 444, и c10=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р -последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.
Figure 00000135
fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the main data transfer mechanism
Figure 00000136
t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, τ V = c 8 · s + c 9 + c 10 · t V , c 8 = const is a constant value equal to 20, c 9 = const is a constant value equal to 444, and c 10 = const is a constant value equal to 336, s is the last estimate of the average number of free slots between two consecutive transmissions in the network, z - by Lednov estimate signal-to-noise score P -Update station collision probability, J - The latest estimate of the average number of stations in the collision.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что новую оптимальную скорость передачи для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу определяют по формуле
Figure 00000137
15. The method according to claim 1, characterized in that the new optimal transmission speed for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request is determined by the formula
Figure 00000137
где
Figure 00000138
размер фрагмента x равен полученному ранее оптимальному размеру фрагмента для механизма передачи данных с предварительным запросом на передачу
Figure 00000139
tV=1/V, αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)) константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231,
Figure 00000140
Figure 00000141
c11=const - постоянная величина, равная 20, c12=const - постоянная величина, равная 444, c13=const - постоянная величина, равная 272, c14=const - постоянная величина, равная 404, и c15=const - постоянная величина, равная 336, s - последняя оценка среднего количества свободных слотов между двумя последовательными передачами в сети, z - последняя оценка отношения сигнал-шум, Р - последняя оценка вероятности коллизии станции, J - последняя оценка среднего количества станций в коллизии.
Where
Figure 00000138
fragment size x is equal to the previously obtained optimal fragment size for the data transfer mechanism with a preliminary transfer request
Figure 00000139
t V = 1 / V, α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)) the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / with β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231,
Figure 00000140
Figure 00000141
c 11 = const - a constant value equal to 20, c 12 = const - a constant value equal to 444, c 13 = const - a constant value equal to 272, c 14 = const - a constant value equal to 404, and c 15 = const - a constant value equal to 336, s is the last estimate of the average number of free slots between two sequential transmissions in the network, z is the last estimate of the signal-to-noise ratio, P is the last estimate of the probability of collision of a station, J is the last estimate of the average number of stations in a collision.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество МACK,2 подтверждений приема вторых фрагментов, переданных после приема без ошибки первых фрагментов, при передаче М блоков данных, если каждый из М блоков данных содержит более одного фрагмента, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи V(opt) и одного и того же размера фрагмента х~(opt), оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных по формуле16. The method according to claim 1, characterized in that to clarify at the transmitting station the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, consider the number M ACK, 2 confirmations of receipt of the second fragments transmitted after the first fragments were received without error when transmitting M data blocks if each of the M data blocks contains more than one fragment transmitted using the same data transmission mechanism, the same transmission rate V (opt) and the same fragment size x ~ (opt) , the signal-to-signal ratio is estimated noise in the transmission signal station z using the second fragments M of transmitted data blocks according to the formula
Figure 00000142
Figure 00000142
где αz,V=0.5·exp(-βV·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с β5.5=const=3.13 и γ5.5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V~(opt), z0 - оценка отношения, сигнал-шум в сигнале принимающей станции, x=x~(opt) - размер фрагмента, xACK - размер подтверждения.where α z, V = 0.5 · exp (-β V · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s β 5.5 = const = 3.13 and γ 5.5 = const = 0.212, for the transfer rate V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V ~ (opt) , z 0 is the ratio estimate, the signal is noise in the signal of the receiving station, x = x ~ (opt) - fragment size, x ACK - confirmation size.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции считают количество МACK,1 подтверждений приема первых фрагментов при передаче М блоков данных, переданных с использованием одного и того же механизма передачи данных, одной и той же скорости передачи, и одного и того же размера фрагмента, оценивают отношение сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, по формуле17. The method according to claim 1, characterized in that to clarify the transmitting station estimates the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station, consider the number M ACK, 1 confirmations of the first fragments when transmitting M data blocks transmitted using the same mechanism transmitting data of the same transmission rate and the same fragment size, estimate the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z, using the first fragments M of the transmitted data blocks, according to the formula
Figure 00000143
Figure 00000143
где αz,V=0.5·exp(-β·exp(γV·z)), константы βV и γV разные для разных значений скорости передачи V, для скорости передачи V=1 Мб/с β1=const=11 и γ1=const=ln(10)/10, для скорости передачи V=2 Мб/с β2=const=4.44 и γ2=const=0.195, для скорости передачи V=5.5 Мб/с V5.5=const=3.13 и γ5,5=const=0.212, для скорости передачи V=11 Мб/с β11=const=1.29 и γ11=const=0.231, V=V(opt), z0 - оценка отношения сигнал-шум в сигнале принимающей станции, Р - оценка вероятности коллизии станции, x - размер фрагмента, xACK - размер подтверждения.where α z, V = 0.5 · exp (-β · exp (γ V · z)), the constants β V and γ V are different for different values of the transmission speed V, for the transmission speed V = 1 Mb / s β 1 = const = 11 and γ 1 = const = ln (10) / 10, for the transfer rate V = 2 Mb / s β 2 = const = 4.44 and γ 2 = const = 0.195, for the transfer speed V = 5.5 Mb / s V 5.5 = const = 3.13 and γ5.5 = const = 0.212, for the transmission speed V = 11 Mb / s β 11 = const = 1.29 and γ 11 = const = 0.231, V = V (opt) , z 0 is the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the receiving station, P is the estimate of the probability of collision of the station, x is the fragment size, x ACK is the acknowledgment size.
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей 5 станции получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя первые фрагменты М переданных блоков данных, получают уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции z, используя вторые фрагменты М переданных блоков данных, усредняют уточненные оценки отношения сигнал-шум, полученные с использованием первых и вторых фрагментов М переданных блоков данных.18. The method according to claim 1, characterized in that to clarify the estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station 5 at the transmitting station, an updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z is obtained, using the first fragments M of the transmitted data blocks, an updated estimating the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station z using the second fragments M of the transmitted data blocks, average the refined estimates of the signal-to-noise ratio obtained using the first and second fragments M of the transmitted data blocks. 19. Способ по п.1, отличающийся тем, что для дополнительного уточнения на передающей станции оценки отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции усредняют уточненную оценку отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции с одной или более предыдущими оценками отношения сигнал-шум в сигнале передающей станции.19. The method according to claim 1, characterized in that for further clarification at the transmitting station the estimates of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station average the updated estimate of the signal-to-noise ratio in the signal of the transmitting station with one or more previous estimates of the signal-to-noise ratio in the signal transmitting station.
RU2005107744/09A 2005-03-18 2005-03-21 METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD RU2291589C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107744/09A RU2291589C2 (en) 2005-03-21 2005-03-21 METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
KR1020060025067A KR100724931B1 (en) 2005-03-18 2006-03-17 Data transmission method in wireless network
US11/384,915 US7684343B2 (en) 2005-03-18 2006-03-20 Data transmission method for wireless network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005107744/09A RU2291589C2 (en) 2005-03-21 2005-03-21 METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005107744A RU2005107744A (en) 2006-09-10
RU2291589C2 true RU2291589C2 (en) 2007-01-10

Family

ID=37112172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005107744/09A RU2291589C2 (en) 2005-03-18 2005-03-21 METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291589C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748676A (en) * 1995-05-01 1998-05-05 Norand Corporation Network utilizing modified preambles that support antenna diversity
EP1063789A1 (en) * 1999-06-23 2000-12-27 Sony International (Europe) GmbH Transmit and receiving antenna diversity
RU2207724C1 (en) * 2001-11-01 2003-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Method of radio communication in wireless local network
RU2221334C2 (en) * 2001-11-01 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Method for radio communications in wireless local network and transceiver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748676A (en) * 1995-05-01 1998-05-05 Norand Corporation Network utilizing modified preambles that support antenna diversity
EP1063789A1 (en) * 1999-06-23 2000-12-27 Sony International (Europe) GmbH Transmit and receiving antenna diversity
RU2207724C1 (en) * 2001-11-01 2003-06-27 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Method of radio communication in wireless local network
RU2221334C2 (en) * 2001-11-01 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Method for radio communications in wireless local network and transceiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kamerman A. and Monteban L. "WaveLAN-ll a high-performance wireless LAN for the unlicensed band" Bell Labs Technical J., pp.118-133, summer 1997. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005107744A (en) 2006-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4435235B2 (en) Method and apparatus for controlling wireless medium congestion by adjusting contention window size and separating selected mobile stations
US20180014311A1 (en) Distributed rate allocation and collision detection in wireless networks
KR101627885B1 (en) Device and method for computation of channel loss rate and collision loss rate of communication link(s) in a random access network
JP5245563B2 (en) Method for adapting contention window of predetermined terminal in wireless communication system
US20070195798A1 (en) Medium access control method and device
CN102244568A (en) Wireless network congestion control method with attached-type cross-layer design
KR100724931B1 (en) Data transmission method in wireless network
KR100763217B1 (en) Method and apparatus for determining a quality measure of a channel within a communication system
JP2005529543A5 (en)
GB2437815A (en) Method of simultaneous transmission in a wireless communication network
CN100574318C (en) A method for multi-rate adaptive transmission in wireless local area network
US20080101332A1 (en) Expected channel occupancy time as a wireless link metric
RU2291589C2 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
JP2008512024A (en) Method and system for link adaptation in a wireless network
RU2291587C2 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
RU2291588C2 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
RU2291590C2 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DATA IN WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
RU2298285C2 (en) METHOD FOR TRANSFERRING DATA VIA WIRELESS LOCAL NETWORK IN ACCORDANCE TO IEEE 802.11b STANDARD
WO2002003567A9 (en) Adaptive power control for wireless networks
JP3959377B2 (en) Wireless LAN device
EP1787431A1 (en) A method and system for error differentiating in wireless networks
CN108702787B (en) Method, apparatus, and non-transitory computer readable medium for accessing a wireless communication medium
Huang et al. An adaptive contention window algorithm to hybrid OFDMA/CSMA mechanism in WLANs
WO2010138161A1 (en) Adaptive triggering set for relaxed deterministic back-off method
Abusubaih Approach for discriminating losses in 802.11 wireless LANs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180322