(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)【授权公告号】CN102498736B
(45)【授权公告日】20141112

(21)【申请号】200980161420.5
(22)【申请日】20090914
(73)【专利权人】 株式会社东芝 ; 【地址】 日本东京都 ;
(72)【发明人】 米山清二郎 ; 市江晃 ;
(74)【专利代理机构】北京市中咨律师事务所 11247【代理人】宛丽宏 ; 杨晓光 ;
(51)【Int.CI.】 H04W 24/04 (2006.01) ; H04W 24/08 (2006.01) ; H04W 84/12 (2006.01) ;
(56)【对比文件】CN_101426215_A_20090506 ; CN_1424858_A_20030618 ; CN_1842195_A_20061004 ; CN_101155145_A_20080402 ; 【审查员】刘婧

(54)【发明名称】无线电站
(57)【摘要】一种无线电站,经由无线电链路与另一无线电站连接,并且识别无线电链路的故障原因,所述无线电站包括:无线电链路控制单元,统计信息获取单元和故障识别单元,其中所述无线电链路控制单元根据无线电链路控制方案执行对无线电链路的无线电链路控制,所述统计信息获取单元在无线电链路控制的执行期间获取指示无线电链路的状态的统计信息,并且所述故障识别单元基于由所述统计信息获取单元获取的统计信息从与统计信息预先相关联的多个故障中识别无线电链路的故障。

【权利要求书】


1.一种无线电站,其经由无线电链路连接至另一无线电站并识别无线电链路的故障,包括:

无线电链路控制单元,配置为根据无线电链路控制方案执行对所述无线电链路的无线电链路控制;

统计信息获取单元,配置为在所述无线电链路控制的执行期间获取指示所述无线电链路的状态的统计信息;以及

故障识别单元,配置为基于由所述统计信息获取单元获取的统计信息,从与统计信息相关联的多个故障中识别所述无线电链路的故障,其中

所述无线电链路控制方案包括以下方案中的至少一个:

方案1,其中停止与所述另一无线电站的通信;

方案2,其中停止通过不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信;

方案3,其中停止通过不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道邻近的信道的通信;

方案4,其中停止通过不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信,并且向所述另一无线电站发送测试帧;以及

方案5,其中停止通过不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信,并且以比方案4的速率的更低的速率向所述另一无线电站发送测试帧,

其中所述统计信息与故障被关联于方案1至5中的每个;以及

其中所述故障识别单元根据在方案1至5中已经执行的一个方案来识别故障。

2.如权利要求1所述的无线电站,其中

所述无线电链路控制单元执行方案1,并同时执行方案1和方案2;以及

所述故障识别单元基于通过方案1的执行获得的统计信息以及通过方案1和方案2的同时执行获得的统计信息,来识别所述无线电链路的故障。

3.如权利要求2所述的无线电站,其中

所述无线电链路控制单元同时执行方案1和方案3;以及

所述故障识别单元基于通过方案1和方案3的同时执行获得的统计信息,来识别所述无线电链路的故障。

4.如权利要求3所述的无线电站,其中

所述无线电链路控制单元执行方案4;以及

所述故障识别单元使用通过方案4的执行获得的统计信息,来识别所述无线电链路的故障。

5.如权利要求4所述的无线电站,其中

所述无线电链路控制单元执行方案5;以及

所述故障识别单元使用通过方案5的执行获得的统计信息,来识别所述无线电链路的故障。

6.如权利要求5所述的无线电站,进一步包括:测量单元,配置为向所述另一无线电站发送测试帧,以及基于发送的测试帧的总数和来自所述另一无线电站的响应帧的总数来测量帧丢失率;其中

所述故障识别单元保持所述帧丢失率和故障之间的对应性,并基于所述对应性使用测量的帧丢失率来识别无线电链路的故障。

7.如权利要求6所述的无线电站,其中

所述测量单元在发送用于指示停止经由与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的不同无线电站的通信的帧之后,向所述另一无线电站发送测试帧。

8.如权利要求7所述的无线电站,包括:

通信单元,配置为向/从所述另一无线电站发送/接收帧;

重传控制单元,配置为执行帧的重传控制;以及

传输速率控制单元,配置为在向所述另一无线电站重传的帧的总数或帧的重传率增加时,降低传输速率;其中

当故障被确定为拥塞时,所述传输速率控制单元保持传输速率,而不管重传的帧的总数或帧的重传率的增加。

9.如权利要求8所述的无线电站,其中

如果由方案1获得的统计信息的值大于第一阈值并且由方案4获得的统计信息的值等于或小于第二阈值,则所述故障识别单元识别故障为拥塞。

10.一种无线电站,其经由无线电链路连接至另一无线电站并识别所述无线电链路的故障,包括:

无线电链路控制单元,配置为根据无线电链路控制方案执行对所述无线电链路的无线电链路控制;

统计信息获取单元,配置为在所述无线电链路控制的执行期间获取指示所述无线电链路的状态的统计信息;

故障识别单元,配置为基于由所述统计信息获取单元获取的统计信息,从与统计信息相关联的多个故障中识别所述无线电链路的故障;

通信单元,配置为向/从所述另一无线电站发送/接收帧;

重传控制单元,配置为执行帧的重传控制;

重传率测量单元,配置为测量重传率,即重传的帧的数目与向所述另一无线电站发送的帧的数目的比率;

信道使用率测量单元,配置为基于信道正在被使用的周期与预定周期的比率来测量信道使用率;以及

传输速率控制单元,配置为基于重传率和信道使用率来控制帧的传输速率;其中

所述传输速率控制单元在重传率大于阈值A并且信道使用率大于阈值B时保持传输速率,以及在重传率等于或小于阈值A或信道使用率等于或小于阈值B时降低传输速率。

【说明书】


无线电站

【0001】相关专利申请的交叉引用

【0002】本申请是2009年9月14日递交的PCT/JP2009/066037号国际申请的接续申请,其全部内容以引用方式并入本文。

【0003】技术领域

【0004】实施例涉及无线电站,例如,无线电终端和无线电基站。

【0005】背景技术

【0006】由于无线电干扰故障,符合IEEE 802.11标准的无线电系统的通信性能大大恶化。因此,有必要在故障发生时,尽快检测故障并采取措施以稳定地保持无线电系统的高可靠性。

【0007】近来的无线电系统中,利用了基于传输帧的解调误差率检测无线电干扰的方法(“Intermittent Connectivity Issues in Wireless Bridges”,CiscoTroubleshooting Technical notes(思科问题技术手册),文档ID:66090,2008年1月)。这是利用以下现象的方法:对于受无线电干扰影响的传输帧,帧的解调处理在无线电站处失败,并且例如PLCP误差和CRC误差的解调误差增加。还存在识别无线电终端之间的无线电链路的故障的方法(JP-A 2009-117954(公开))。

【0008】无线电干扰故障存在各种原因,例如,由于无线电站之间的同步的故障引起的帧之间的干扰、由使用相同频带的微波炉、蓝牙[TM]等的干扰波引起的干扰、由于来自墙壁等的反射波引起的多路径相位,等等。为了防止无线电干扰故障,必须根据上述原因采取适当措施。为此,除了传统的干扰检测技术之外,还需要精确地识别甚至干扰原因的分类的技术。

【0009】传统技术使用的解调误差不是仅由于无线电干扰而发生的现象。例如,当由于长距离或障碍物以低接收电平接收无线电波时,也发生解调误差。因此,传统技术具有作为错误的检测结果而呈现无线电干扰故障的可能,因为尽管没有实际发生干扰,但是由于不同的故障而使得解调误差增加。

【0010】发明内容

【0011】提供一种无线电站,其经由无线电链路连接至另一无线电站并识别无线电链路的故障,包括:无线电链路控制单元、统计信息获取单元和故障识别单元。

【0012】无线电链路控制单元根据无线电链路控制方案执行对无线电链路的无线电链路控制。

【0013】统计信息获取单元在所述无线电链路控制的执行期间获取指示所述无线电链路的状态的统计信息。

【0014】故障识别单元基于由所述统计信息获取单元获取的统计信息从与统计信息相关联的多个故障中识别无线电链路的故障。

【0015】所述无线电链路控制方案至少包括以下方案中的至少一个:

【0016】方案1,其中停止与另一无线电站的通信;

【0017】方案2,其中停止由不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信;

【0018】方案3,其中停止由不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道邻近的信道的通信;

【0019】方案4,其中停止由不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信,并且向所述另一无线电站发送测试帧;以及

【0020】方案5,其中停止由不同无线电站使用与所述另一无线电站使用的信道相同的信道的通信,并且以比方案4的速率的更低的速率向所述另一无线电站发送测试帧。

【0021】所述统计信息与故障被关联于方案1至5中的每个。

【0022】所述故障识别单元根据在方案1至5中已经执行的一个方案来识别故障。

【0023】附图说明

【0024】图1示出根据第一实施例的通信系统的配置示例;

【0025】图2示出根据该第一实施例的无线电站的配置示例;

【0026】图3示出通过统计信息获取单元的处理的过程的示例的流程;

【0027】图4示出通过故障识别单元的第一处理的过程的示例的流程;

【0028】图5示出转换至PS模式的处理的流程;

【0029】图6示出空帧的帧格式;

【0030】图7示出RTS帧和CTS帧的帧格式;

【0031】图8示出通过故障识别单元的第二处理的过程的示例;

【0032】图9示出发生堵塞的状态;

【0033】图10示出发生由于无线电噪音的干扰的状态;

【0034】图11示出发生邻近信道干扰的状态;

【0035】图12示出发生阴影的状态;

【0036】图13示出发生由于多路径相位的干扰的状态;

【0037】图14示出两个无线电终端是彼此隐藏终端关系的状态;

【0038】图15示出在连接目的地无线电站的邻居中发生由于无线电噪音的干扰的状态;

【0039】图16示出在无线电链路控制方案、故障和统计信息之间的关系;

【0040】图17示出在帧丢失率测量方法、故障因素和帧丢失率之间的关系;

【0041】图18示出故障识别过程的处理流程的示例;

【0042】图19示出根据第二实施例的无线电站的配置示例;

【0043】图20示出图19中的无线电站的操作的流程;

【0044】图21示出根据第二实施例的无线电站的另一配置示例;以及

【0045】图22示出图21中的无线电站的操作的流程。

【0046】具体实施方式

【0047】以下,将参照附图描述实施例。

【0048】(第一实施例)

【0049】图1示出根据第一实施例的通信系统的配置示例。

【0050】图1中,标号1指示网络;标号A指示连接至网络1的无线电基站(无线电站);标号2指示无线电链路;标号B指示连接至无线电链路2的无线电终端(无线电站)。尽管图1中示出仅一个连接至无线电基站A的无线电终端B,但是可连接多个无线电终端。此外,尽管将无线LAN(局域网)用作该实施例中的无线电通信方法的示例来做出描述,但是该实施例适用于任何装置,如果该装置采用基于CSMA/CA(具有冲突避免的载波感测多路访问)的无线电通信方法。

【0051】图2示出根据该实施例的无线电站M的配置示例。尽管该实施例中将描述无线电站M为无线电终端B的情况,但是无线电站M可以是无线电基站A。即,可在无线电终端B和无线电基站A中的任一个上实现图2中的每个组件11、12、13、14和15。

【0052】统计信息获取单元11获取统计信息,该统计信息指示在无线电终端B和无线电基站A之间形成的无线电链路2的状态。

【0053】统计信息存储器(统计信息DB)12存储由统计信息获取单元11获取的统计信息,以及时间信息。时间信息是从装置中提供的定时器(未示出)获取的。

【0054】无线电链路控制单元13根据预先指定的无线电链路控制方案执行无线电链路2的无线电链路控制。

【0055】丢失率测量单元(测量单元)14向另一无线电站(在此,无线电基站A)发送测试帧,并测量帧丢失率,帧丢失率指示在发送的帧中没有由无线电站M正确接收的帧的比率。代替帧丢失率,可计算帧到达率,帧到达率指示由无线电站正确接收的帧的比率。

【0056】故障识别单元15基于由无线电链路控制单元13在无线电链路控制期间获取的统计信息,在预先与统计信息相关联的多个故障中识别无线电链路的故障。在统计信息和故障因素之间的关联是为每个无线电链路控制方案准备的。故障识别单元15保持在帧丢失率和故障之间的对应性,并且使用丢失率测量单元14测量的帧丢失率来识别无线电链路的故障。

【0057】每个组件11、12、13、14和15可配置为硬件,或可实现为在无线电站M上执行的软件模块(程序)。当实现为软件时,可在非瞬时计算机可读介质中存储软件模块,从而使得它可通过例如CPU的计算机读取和执行。

【0058】以下将描述组件11至15中的每一个的细节。

【0059】图3示出统计信息获取单元11的处理的过程的示例的流程。

【0060】通过执行获取预先指定的统计信息的处理,统计信息获取单元11获取统计信息(步骤S11)。以下示出预先指定的统计信息的示例。

【0061】<统计信息的示例>

【0062】(1)PLCP前导同步中的故障的数目

【0063】(2)PLCP奇偶校验误差的数目

【0064】(3)不正确PLCP速率的数目

【0065】(4)不正确PLCP服务的数目

【0066】(5)CRC误差的数目

【0067】(6)噪音水平

【0068】(7)EVM(误差向量幅度)

【0069】(1)的PLCP前导同步中的故障的数目是指示在IEEE 802.11的PLCP层处在帧接收处理中的前导同步中的故障次数的值。

【0070】(2)的PLCP奇偶校验误差的数目是指示在IEEE 802.11的PLCP层处在帧接收处理中的奇偶校验误差发生的次数的值。

【0071】(3)的不正确PLCP速率的数目是指示在IEEE 802.11的PLCP层处在帧接收处理中所接收帧的速率不正确的次数的值。“不正确”意味着,例如,帧速率字段中存储的值与管制值不同。

【0072】(4)的不正确PLCP服务的数目是指示在IEEE 802.11的PLCP层处在帧接收处理中所接收帧的服务不正确的次数的值。“不正确”意味着,例如,服务字段中存储的值与管制值不同。

【0073】(5)的CRC误差的数目是指示在IEEE 802.11的MAC层处在帧接收处理中FCS误差校验指示不正确的次数的值。

【0074】(6)的噪音水平是指示在IEEE 802.11中在所接收的信号中的噪音量的值。例如,对于每个信道测量噪音水平。

【0075】(7)的EVM是指示数字调制信号的波形质量的指示符。具体地,EVM指示在以下(A)和(B)之间的差:(A)实际数字调制信号的幅度和相位,(B)根据调制方案预先指定的幅度和相位。

【0076】(1)至(7)的统计信息的值例如在接收干扰波时或在以低接收电平接收的帧的解调失败时增加。

【0077】要获取的统计信息可以是统计信息(1)至(7)的一条或多条。可获取其他类型的统计信息,而不必将要获取的信息局限于上述统计信息(1)至(7)。

【0078】接下来,统计信息获取单元11将获取的统计信息与时间信息一起存储在统计信息存储器12中(步骤S12)。

【0079】在等待预定时间期间之后有可能返回步骤S11(步骤S13),以循环地执行统计信息的获取。例如,在因特网上有统计获取工具的情况下,循环的间隔通常为5分钟。也可能通过将步骤S13的等待时间确定为与循环定时器同步来保持循环的间隔恒定,并提升精确度。在获取多条统计信息的情况下,可使用对于每条统计信息设置单独的循环间隔的方法以获取它们。对于在短时间内波动的统计信息,可在无线电终端B上测量平均值、最大值、最小值、标准偏差等,并获取它们作为统计信息。

【0080】通过统计信息获取单元11的统计信息获取处理(S11至S13)可例如响应于来自故障识别单元15的指示而开始和结束。获取处理可在装置处于处理中时不断执行。

【0081】故障识别单元15使用统计信息获取单元11、统计信息DB 12和无线电链路控制单元13来识别无线电链路的故障(第一处理)。或者,故障识别单元15使用统计信息获取单元11、统计信息DB 12、无线电链路控制单元13和丢失率测量单元14来识别无线电链路的故障(第二处理)。

【0082】图4示出故障识别单元15的第一处理的过程的示例的流程。

【0083】首先,故障识别单元15检测用于开始处理的输入(步骤S21)。开始输入例如是来自循环定时器等的周期性输入,或来自管理员的特定指令。如果作为前者情况故障识别单元15被周期性地给予开始输入,则可周期性地监视故障发生的状态。如果作为后者情况给出来自管理员的指令作为开始输入,则对于管理员有可能按需并实时地识别故障。当无线电站M检测到帧的解调的误差时,可向故障识别单元15输入开始指令。当统计信息的值超过预先指定的阈值时或当帧丢失率超过预定值时,可输入开始指令。

【0084】当接收开始输入时,故障识别单元15使用统计信息获取单元11获取统计信息(步骤S22),并将获取的统计信息存储到统计信息DB 12中(步骤S23)。当对于相同类型的统计信息多次获取值时,可将平均值、最大值、最小值、标准偏差等存储并看作统计信息。当在步骤S22和S23获取的统计信息的值等于或小于阈值时,也有可能确定在无线电链路中没有发生故障,并防止在步骤S24处以及其后的处理被执行。即,仅当统计信息的值大于阈值时,可执行步骤S24和随后步骤。还有可能跳过步骤S22和S23自身并在步骤S21之后立即进行至步骤S24。

【0085】接下来,故障识别单元15指示无线电链路控制单元13执行无线电链路控制,并且无线电链路控制单元13根据预先给出的无线电链路控制方案执行无线电链路控制(步骤S24)。将示出典型的无线电链路控制方案(方案1至3)的示例。然而,无线电链路控制方案不限于以下所示那些。还存在其他类型的方案,如随后所述。稍后将描述每个方案的细节。

【0086】(方案1)停止在无线电站M和无线电站M被连接至的另一无线电站之间的通信。

【0087】(方案2)停止使用与用于在无线电站M和无线电站M被连接至的另一无线电站之间的通信的信道相同的信道的不同无线电站的通信。

【0088】(方案3)停止使用与用于在无线电站M和无线电站M被连接至的另一无线电站之间的通信的信道邻近的信道的不同无线电站的通信。

【0089】故障识别单元15使用统计信息获取单元11在执行步骤S24的无线电链路控制时获取统计信息(步骤S25),并将获取的统计信息存储到统计信息DB 12中(步骤S26)。

【0090】在执行多个无线电链路控制方案中的每个的情况下,重复地执行步骤S24至S26(见图中的虚线箭头)。在这种情况下,之前紧接着执行的无线电链路控制被无效。当在重复的情况下,可重复步骤S22至S26。

【0091】这里,将详细描述每个无线电链路控制方案1至3。

【0092】(方案1)这个示例(其中无线电站M是无线电终端B,另一无线电站是无线电基站A)中,方案1用于执行控制以停止在无线电终端B和无线电基站A之间的通信。具体地,停止由无线电终端B进行的数据传输,并且无线电基站A停止向无线电终端B的数据传输。作为使得无线电基站A停止向无线电终端B的数据传输的方法,有可能定义用于指示传输的停止的特殊帧,并通过由无线电终端B向无线电基站A发送该帧来停止数据传输。还有可能通过使得无线电终端B转换至在IEEE 802.11标准中定义的PS(省电)模式,来使得无线电基站A停止向无线电终端B的数据传输。

【0093】图5示出无线电终端B使用空帧转换至PS模式的处理的流程。

【0094】首先,无线电终端B向无线电基站A发送空帧(H11)。图6示出在IEEE 802.11标准中定义的空帧的帧格式。为了通知无线电基站A转换至PS模式,在空帧的功率管理字段(图6中的功率管理字段)中设置“1”。接收该空帧,无线电基站A识别出无线电终端B已经转换至PS模式,并向无线电终端B返回ACK(H12)。之后,无线电基站A停止向无线电终端B的数据传输(H13)。接收ACK,无线电终端B停止数据传输(H14)。因此,可停止无线电基站A和无线电终端B之间的无线电通信(H15)。在释放无线电通信的停止的情况下,无线电终端B向无线电基站A发送其中功率管理字段中设置“0”的空帧(H16)。接收空帧,无线电基站A识别出无线电终端B已经释放了PS模式,并向无线电终端B返回ACK(H17)。之后,无线电基站A继续向无线电终端B的数据传输(H18)。接收ACK,无线电终端B继续数据传输(H19)。因此,可释放无线电基站A和无线电终端B的无线电通信的停止。

【0095】这里,特征在于,如果无线电终端B在用以停止无线电基站A和无线电终端B之间的通信的控制已经被执行时接收干扰波,则它是源自第三方设备的无线电波。例如,在稍后所述的例如阴影和多路径相位的故障的情况下,源自无线电终端B自身的无线电波变为故障。因此,如果故障为阴影、多路径相位等,则可通过执行方案1的无线电链路控制来降低统计信息的值(例如使用的信道的噪音水平)。在如稍后所述的由于拥塞的故障、无线电噪音或邻近信道干扰的故障的情况下,它是无线电终端B接收源自第三方设备的无线电波的故障。因此,即使在执行方案1的无线电链路控制之后,统计信息的值(例如使用的信道的噪音水平)将持续较大。通过利用这些特征将执行方案1的无线电链路控制(S25)之后获取的统计信息的值与阈值比较,可识别故障。

【0096】(方案2)这个示例中,方案2用于执行控制,以停止使用与用于无线电基站A和无线电终端B之间的通信的信道相同的信道来执行通信的不同无线电终端的通信。作为停止不同无线电终端的通信的方法,存在例如使用在IEEE 802.11标准中定义的RTS帧或CTS帧的方案。图7示出RTS帧和CTS帧的帧格式。RTS帧和CTS帧具有持续时间字段(图7的持续时间字段),用于设置用于无线电通信的调度周期,并且接收RTS帧或CTS帧的不同无线电终端在持续时间字段中设置的周期期间禁止传输(NAV:网络分配向量)。因此,有可能通过无线电终端B发送RTS帧或CTS帧,来停止经由与用于无线电基站A和无线电终端B之间的通信相同的信道执行通信的不同无线电终端的通信,在所述RTS帧或CTS帧中,在其持续时间字段中设置了将要禁止不同无线电通信的通信所在的期望期间。

【0097】这里,仅针对符合IEEE 802.11标准的这样的无线电终端,其中通过接收RTS帧或CTS帧来停止通信。不符合IEEE 802.11标准的设备的无线电波的发起不被阻止。因此,利用这个特征来确定即使在执行方案2的无线电链路控制之后统计信息的值(例如使用的信道的噪音水平)是否仍旧较大,有可能识别故障是由于来自符合IEEE 802.11标准的设备还是来自不符合IEEE 802.11标准的设备的无线电波。例如,如果在执行无线电链路控制之前的统计信息的值(S22)大于阈值,并且在执行无线电链路控制之后的统计信息的值(S25)等于或小于阈值,则可以推测故障为拥塞。

【0098】(方案3)这个示例中,方案3用于执行控制,以停止使用与用于无线电基站A和无线电终端B之间的通信的信道邻近的信道执行通信的不同无线电终端的通信。类似于方案2,通过使用RTS帧或CTS帧来停止不同无线电终端的通信。然而,这个方案中,通过使用邻近信道发送RTS帧或CTS帧。由此,使用邻近信道执行通信的无线电终端的通信被停止。因此,例如,如果在执行方案3的无线电链路控制之前的统计信息的值(例如使用的信道的噪音水平)大于阈值,并且在执行无线电控制之后的统计信息的值(例如使用的信道的噪音水平)等于或小于阈值,则可以推测故障为源自使用邻近信道执行通信(邻近信道干扰)的无线电终端的无线电波。

【0099】除了上述示出的方案,也可能有方案4和方案5,在方案4中在停止使用与用于无线电基站A和无线电终端B之间的通信相同的信道的不同无线电终端的通信之后向无线电基站A发送测试帧,在方案5中在停止使用与用于无线电基站A和无线电终端B之间的通信相同的信道的无线电终端的通信之后以比方案4更低的速率发送测试帧(见稍后描述的图16)。通过使用稍后描述的丢失率测量单元14的测试帧传输功能,来发送测试帧。这里,测试分组的发送和接收可执行多次,以增加测量的精度。通过将测试分组的发送速率降低至如方案5的低速率,有可能在提高对无线电波传播路径的空间丢失的容限度的状态下执行测量,由此,有可能在稍后描述的多路径相位和阴影之间区分。在IEEE 802.11b标准中定义4种类型的可用传输速率:1、2、5.5和11Mbps。方案5中,通过使用这些速率中比方案4的速率低的速率进行测试来提高容限度。

【0100】同时执行方案1和2的方案1+2(停止无线电基站A和无线电终端B之间的通信,并且还停止经由相同信道执行通信的不同无线电终端的通信)和同时执行方案1和方案3的方案1+3(停止无线电终端B和无线电基站A之间的通信,并且还停止经由邻近信道执行通信的不同无线电终端的通信)也是可能的(见稍后描述的图16)。

【0101】最后,在结束了步骤S22至S26的处理时,故障识别单元15基于在无线电链路控制期间获得的统计信息,使用为每个无线电链路控制方案关联故障和统计信息的对应性信息(第一对应性信息)来识别故障(步骤S27)。对应性信息例如使得为每个无线电链路控制方案关联统计信息的值的范围和故障。作为统计信息的值的范围,例如,可以使用等于和大于阈值的统计信息的值的范围以及小于阈值的值的范围。对于每个故障,阈值可以是不同的值。故障识别单元15识别出根据执行的无线电链路控制方案获取的统计信息的值被包括在范围内的故障。当执行多个无线电链路控制方案时,可逐渐窄化故障。稍后将描述步骤S27的具体示例。

【0102】图8示出通过故障识别单元15的第二处理的过程的示例。这个第二处理中,有可能通过进一步使用丢失率测量单元14,相比于上述第一处理更详细地识别故障。由于步骤S31至S36与图4的步骤S21至S26相同,将省略重复的描述。

【0103】在步骤S37,丢失率测量单元14测量在无线电基站A和无线电终端B之间的通信中的帧丢失率。通过从无线电终端B向无线电基站A发送测试分组和接收响应帧,来执行帧丢失率的测量。作为测试分组,例如,可使用IEEE 802.11中定义的空帧(见图6)。

【0104】在CSMA/CA没有如稍后描述的隐藏终端的情形那样有效地起作用的情况下,可在使用RTS帧来保留测量将需要的期望周期之后执行测量,以避免与隐藏终端的帧冲突。如果帧丢失的原因是与隐藏终端的帧冲突,则将通过使用RTS帧进行测试将降低帧丢失率。因此,通过使用RTS帧进行测试,有可能识别是否发生了由于隐藏终端的帧冲突。

【0105】最后,当结束了步骤S31至S36的处理时,故障识别单元15基于获取的统计信息和测量的帧丢失率,使用其中为每个无线电链路控制方案关联故障和统计信息的值的范围的对应性信息(第一对应性信息)以及其中帧丢失率值的范围和故障相关联的对应性信息(第二对应性信息),来识别故障(步骤S38)。例如,从对于图4的步骤S27描述的对应性信息中识别一个或多个故障,并且覆盖测量的帧丢失率的值的故障被限制为所识别故障中的最终故障。稍后将描述步骤S38的具体示例。

【0106】接下来,将描述故障的细节。为了描述的方便,以下,无线电基站和无线电终端将分别称为AP和STA。

【0107】“拥塞”被定义为这样的状态,其中属于特定信道的STA数目增加,并且在属于该信道的所有AP和STA中频繁发生CSMA/CA的冲突避免。拥塞状态下,在STA之间发送的帧的同步处理中的故障的可能性变高,并且发生由于同时发送的帧冲突。图9示出STA1、STA2和STA3连接至AP并发生了拥塞的状态。如果STA1和STA2执行同时传输,则发生由于帧冲突的干扰。接收干扰的帧的STA3在帧的解调中失败,并且之前描述的统计信息的值增加。这里示出在STA1和STA2之间发生的同时传输的示例。在同时传输发生在AP和STA1之间或在AP和STA2之间的情况下,STA3也在帧解调中失败,并且统计信息的值增加。

【0108】“无线电噪音”被定义为这样的状态,其中来自符合不同于IEEE802.11的标准的微波炉、蓝牙[TM]等的相同频带的无线电波到达STA。图10示出发生了由于无线电噪音(微波炉)的干扰的状态。接收无线电噪音后,STA开始帧接收处理,但在解调中失败,并且统计信息的值增加。在由AP向STA发送的帧与无线电噪音彼此干扰的情况下,帧解调失败,并且统计信息的值增加。

【0109】“邻近信道干扰”被定义为这样的状态,其中与STA使用的信道邻近的信道的无线电波到达STA。IEEE 802.11b/g标准中,将2400MHz至2497MHz的频带分成14个信道。然而,邻近信道的频带彼此重叠,如果它们被同时使用,则发生干扰。图11示出发生了邻近信道干扰的状态。STA2使用与STA1和AP使用的信道邻近的信道来执行通信。这个情况下,接收由STA2发送的在邻近信道上的帧的STA1在帧的解调中失败,并且统计信息的值增加。在由AP向STA1发送的帧和由STA2发送的帧彼此干扰时,帧解调失败,并且统计信息的值增加。

【0110】“阴影”被定义为这样的状态,其中由STA和AP之间的障碍物阻塞了直接波,并且通信是经由反射的波或衍射的波执行的。图12示出发生了阴影的状态。当发生阴影时,由STA接收的帧的信号功率变弱,因此,STA在帧的解调中失败,并且统计信息的值增加。在AP和STA之间的距离较长并且信号强度由于传播损失大大降低的情况下,帧解调失败,并且统计信息的值增加。

【0111】“多路径相位”被定义为这样的状态,其中除了AP发送的直接波,由墙等引起的反射波延迟到达STA。图13示出发生由于多路径相位引起的干扰的状态。当发生多路径相位时,在AP发送的直接波和延迟到达的反射波之间发生符号间干扰。因此,STA在帧解调中失败,并且统计信息的值增加。

【0112】“隐藏终端”被定义为这样的状态,其中在某些STA之间存在障碍物等,并且它们的载波感测没有运行。图14示出STA1和STA2对于彼此是隐藏终端的状态。在STA1和STA2对于彼此是隐藏终端的情况下,发生这样的情形:尽管STA1正向AP发送数据,但是STA2开始向AP的数据的传输。结果,帧彼此冲突和干扰。在隐藏终端的情况下,帧解调中的故障在STA1和STA2中不发生。然而,AP在接收由STA1发送的帧中失败,并且不返回ACK,因此,STA的帧丢失率增加。

【0113】“在连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”被定义为这样的状态,其中来自微波炉、蓝牙[TM]等符合不同于IEEE 802.11的标准的相同频带的无线电波到达无线电站M的连接目的地无线电站。图15示出在连接目的地无线电站的邻居中发生由于无线电噪音(微波炉)引起的干扰的状态。如果在无线电站M(STA)连接的连接目的地无线电站(AP)的邻居中发生无线电噪音,则由STA向AP发送的帧与无线电噪音干扰。在AP的邻居中无线电噪音的情况下,在STA处不发生帧解调中的失败。然而,AP在接收由STA发送的帧中失败,并且不返回ACK,因此,STA的帧丢失率增加。

【0114】接下来,将描述示出在无线电链路控制方案、故障和统计信息之间的关系的对应性信息(第一对应性信息)和示出在帧丢失率测量方案、故障和帧丢失率之间的关系的对应性信息(第二对应性信息)。

【0115】图16示出对应性信息(第一对应性信息)的示例,其示出了在无线电链路控制方案、故障和统计信息之间的关系。

【0116】图中的“存在”和“不存在”指示在统计信息的值和阈值之间的量关系。“存在”指示统计信息的值大于预先设置的阈值,“不存在”指示统计信息的值等于或小于该阈值。可基于在获取的统计信息的值和阈值之间的比较以及图16中的对应性信息来识别故障。以下示出识别故障的示例。

【0117】当执行方案1(用于停止在装置本身和无线电基站之间的通信)获得的统计信息(例如噪音水平)的值被确定为“存在”时,故障可以被识别为“无线电噪音”、“邻近信道干扰”和“拥塞”中的任一个。当确定为“不存在”时,故障可识别为“阴影”、“多路径相位”、“连接目的地无线电站的邻居的无线电噪音”中的任一个。如果故障被识别为“无线电噪音”、“邻近信道干扰”和“拥塞”中的任一个,预先已知不可能存在“邻近信道干扰”或“无线电噪音”,则仅仅“拥塞”可以被识别。

【0118】例如,当除了方案1还执行方案1+2(用于停止装置本身和无线电基站之间的通信,并停止经由相同信道执行通信的不同无线电终端的通信)时,如果对于方案1和方案1+2都确定“存在”,则故障可识别为“无线电噪音”和“邻近信道干扰”中的任一个。如果对于方案1和方案1+2分别确定“存在”和“不存在”,则故障可识别为“拥塞”。作为方案1+2中使用的统计信息,例如,使用的信道的噪音水平为可以想到的。

【0119】当执行方案1+2和方案1+3(用于停止装置本身和无线电基站之间的通信,并停止经由邻近信道执行通信的不同无线电终端的通信)时,如果对于方案1+2和方案1+3都确定“存在”,则故障可识别为“无线电噪音”。如果对于方案1+2和方案1+3分别确定“存在”和“不存在”,则故障可识别为“邻近信道干扰”。如果对于方案1+2和方案1+3分别确定“不存在”和“存在”,则故障可识别为“拥塞”。作为方案1+2中使用的统计信息,例如,使用的信道的噪音水平是可以想到的。

【0120】当执行方案1和方案4中的每个(用于在停止使用相同信道的不同无线电终端的通信之后发送空帧)时,如果对于方案1和方案4分别确定“不存在”和“存在”,则故障可识别为“阴影”和“多路径相位”中的任一个。如果对于方案1和方案4都确定“不存在”,则故障可识别为“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”、“隐藏终端”和“无故障”中的任一个。作为方案4中使用的统计信息,例如,CRC误差的数目、PLCP前导同步中的故障的数目等为可以想到的。

【0121】当执行方案1和方案5中的每个(用于在停止使用相同信道的不同无线电终端的通信之后以比方案4的传输速率低的传输速率发送空帧)时,如果对于方案1和方案5都确定“不存在”,则故障可识别为“阴影”、“隐藏终端”“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”和“无故障”中的任一个。如果对于方案1和方案5分别确定“不存在”和“存在”,则故障可识别为“多路径相位”。作为方案5中使用的统计信息,例如,CRC误差的数目、PLCP前导同步中的故障的数目等为可以想到的。

【0122】图17示出对应性信息(第二对应性信息)的示例,其示出了在帧丢失率测量方法、故障和帧丢失率之间的关系。

【0123】图中的“存在”指示帧丢失率大于预先设置的阈值,“不存在”指示帧丢失率等于或小于该阈值。故障可基于在测量的帧丢失率的值和阈值之间的比较、以及图17中的对应性信息来识别。

【0124】例如,当通过参照图16所述的方法故障被识别为“隐藏终端”、“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”和“无故障”中的任一个时,如果由空帧的传输测量的帧丢失率(第一测量)被确定为“存在”,则故障可识别为“隐藏终端”和“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”中的任一个。如果确定“不存在”,则故障可识别为“无故障”。

【0125】当在第一测量中确定“存在”,并且执行在使用RTS帧防止与隐藏终端的帧冲突之后发送空帧的丢失率测量(第二测量)时,如果帧丢失率被确定为“存在”,则故障可识别为“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”。如果确定“不存在”,则故障可识别为“隐藏终端”。

【0126】图18示出根据该实施例的故障识别过程的处理流程的示例。

【0127】首先,通过无线电链路控制单元13执行方案1的无线电链路控制(用于停止与无线电基站A的通信),并且在无线电链路控制期间由统计信息获取单元11获取统计信息(步骤S41)。

【0128】接下来,将获取的统计信息的值和阈值相比较(步骤S42)。当统计信息的值大于阈值时,无线电链路控制单元13执行方案1+2的无线电链路控制(用于停止与无线电基站A的通信并对于相同信道发送RTS帧或CTS帧),并且在无线电链路控制期间由统计信息获取单元11获取统计信息(步骤S43)。

【0129】接下来,将在步骤S43获取的统计信息的值和阈值相比较(步骤S44)。如果统计信息的值等于或小于阈值,则故障识别为“拥塞”。当统计信息的值大于阈值时,无线电链路控制单元13执行方案3的无线电链路控制(用于停止与无线电基站A的通信并对于邻近信道发送RTS帧或CTS帧),并且在无线电链路控制期间由统计信息获取单元11获取统计信息(步骤S45)。

【0130】接下来,将在步骤S45获取的统计信息的值和阈值相比较(步骤S46)。如果统计信息的值等于或小于阈值,则故障识别为“邻近信道干扰”。如果统计信息的值大于阈值,则故障识别为“无线电噪音”。

【0131】如果在步骤S42处统计信息的值等于或小于阈值,则无线电链路控制单元13执行方案4的无线电链路控制(用于执行受RTS帧保护的空帧的传输)并在无线电链路控制期间获取统计信息。丢失率测量单元14可用于发送空帧(步骤S51)(这个情况下,有可能计算帧丢失率,并同时执行图17中的第二测量)。

【0132】接下来,将在步骤S51获取的统计信息的值与阈值相比较(步骤S52)。如果统计信息的值大于阈值,则无线电链路控制单元13执行方案5的无线电链路控制(用于以低速率发送受RTS帧保护的空帧),并在无线电链路控制期间获取统计信息(步骤S53)。丢失率测量单元14可以用于发送空帧。

【0133】接下来,将在步骤S53获取的统计信息的值与阈值相比较(步骤S54)。如果统计信息的值等于或小于阈值,则故障识别为“阴影”。如果统计信息的值大于阈值,则故障识别为“多路径相位”。

【0134】当在步骤S52处将统计信息的值确定为等于或小于阈值时,丢失率测量单元14执行上述第一测量(通过空帧的传输的帧丢失率测量)(步骤S61)。

【0135】接下来,将帧丢失率和阈值相比较(步骤S62)。如果帧丢失率等于或小于阈值,则故障被识别为“无故障”。当帧丢失率大于阈值时,丢失率测量单元14执行上述第二测量(其中执行通过RTS帧的保护以发送空帧的帧丢失率测量)(步骤S63)。

【0136】接下来,将步骤S63获取的帧丢失率与阈值相比较(步骤S64)。当帧丢失率等于或小于阈值时,故障识别为“隐藏终端”。如果帧丢失率大于阈值,则故障被识别为“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”。

【0137】通过上述流程,故障可被识别为“拥塞”、“无线电噪音”、“邻近信道干扰”、“阴影”、“多路径相位”、“隐藏终端”、“连接目的地无线电站的邻居中的无线电噪音”和“无故障”中的任一个。因此,根据该实施例,可精确识别无线电通信中的故障。

【0138】上述实施例中,对于统计信息的阈值和帧丢失率的阈值,可单独对于每个故障识别设置不同值,并且所述阈值可伴随无线LAN系统周围环境中的改变或无线电终端使用的应用中的改变来动态更新。

【0139】在该实施例中采用的统计信息可以被获取,而不管在无线电基站A和无线电终端B之间的连接是否已经建立。类似地,该实施例中采用的无线电链路控制方案和帧丢失率测量方案可以被执行,而不管在无线电基站A和无线电终端B之间的连接是否已经建立。因此,推测该实施例中所示的故障的方法是有利的,因为它可在甚至例如传播质量极低并且无法建立连接的情形下实现。

【0140】此外,当可识别故障时,可立即用邮件等将故障通知管理员,以促使他采取措施。此外,对于可通过控制无线电基站动态采取措施的故障,例如拥塞,可请求对于适当装置的测量,并且这将使得从识别故障到采取措施的一系列处理能够自动化。

【0141】(第二实施例)

【0142】在传统无线LAN系统中,当发生帧丢失时,运行这样的控制,以通过降低传输速率给出对帧丢失的容限度。一般地,当SNR(信/噪比)由于阴影降低时,这个控制是有效的。然而,在由于拥塞发生帧丢失时,该控制导致无线电链路的可用带的抑制,并且存在吞吐量明显降低的可能。因此,在该实施例中,将描述这样的示例,其中当故障被识别为拥塞时,根据识别的故障采取适当措施。作为识别拥塞的方法,存在使用信道使用率和重传率的方法以及使用第一实施例的方法。以下将首先描述前者,之后将描述后者。

【0143】图19是示出根据该实施例的无线电站的配置示例的框图。

【0144】无线电站200(例如,对应于图1的无线电终端B)配置有:发送单元202,其向通信对方(例如,对应于图1的无线电基站A)无线地发送帧;接收单元201,其从通信对方无线地接收帧;重传率测量单元204,其从重传帧的数目与发送帧的数目的比率测量重传率;信道使用率测量单元203,其从信道被使用的周期与预定周期的比率测量信道使用率;传输速率控制单元205,其基于重传率和信道使用率来控制发送帧(特别地,重传帧)的速率;以及重传控制单元206,其控制是否执行重传。

【0145】接收单元201从天线接收无线电信号,并且,如果使用的信道的信号强度等于或大于预定的载波感测水平,则它向信道使用率测量单元203输入载波信息“繁忙”,如果信号强度小于载波感测水平则向信道使用率测量单元203输入载波信息“空闲”。接收单元201还执行接收信号的物理层处理和MAC层处理。如果用户数据包括在接收信号中,则输入单元201向上层输入用户数据。

【0146】如果接收单元201接收的信号是去往无线电站200的ACK帧,则向重传控制单元206通知已经接收了ACK帧。

【0147】信道使用率测量单元203测量从接收单元201输入的载波信息指示“繁忙”的周期与预定周期(例如60秒)的比率(信道使用率),并以预定定时更新该比率(例如,每1毫秒或当载波信息改变时)。此外,信道使用率测量单元203向传输速率控制单元205输入测量的信道使用率。

【0148】如果在发送无线电信号之后的预定时间内,接收到ACK帧已经被接收的通知,则重传控制单元206通知发送单元202发送下一数据。如果在预定时间内,没有接收到已经接收了ACK帧的通知,则重传控制单元206通知发送单元202重传发送的数据。此外,重传控制单元206向传输速率控制单元205通知相同帧的重传数目。当满足预定条件(例如,重传数目或重传时间超过预定值)时,重传控制单元206可通知发送单元202即使还没有接收ACK帧也发送下一数据。

【0149】重传率测量单元204测量重传帧与发送单元202发送的帧的预定数目(例如1000个帧)的比率(重传率),并以预定定时(例如每1毫秒或每当发送帧时)更新该比率。此外,重传率测量单元204向传输速率控制单元205输入测量的重传率。

【0150】传输速率控制单元205基于预定规则(例如,根据重传控制单元206通知的重传数目将传输速率逐渐改变为更低值。如果响应于第一传输接收ACK帧,则将下一数据的第一传输速率改变为比先前的速率更高的值),来控制要发送的帧的传输速率。然而,如果从重传率测量单元204输入的重传率超过预定阈值A,并且从信道使用率测量单元203输入的信道使用率超过预定阈值B,则确定发生拥塞,并且传输率不降低,而被保持。

【0151】图20是示出无线电站200的操作的流程的流程图。

【0152】例如,假设将无线电站200的阈值A和B分别设置为10%和60%,并且重传率、信道使用率和先前的传输速率分别为5%、70%和48Mbps。这里,如果响应于上次从发送单元202发送的数据的ACK帧没有在预定时间内被接收,则重传控制单元206通知发送单元202重传所发送的数据,并通知传输速率控制单元205重传数目(例如1)(S211)。

【0153】由于重传率不超过阈值A(S212:否),则传输速率控制单元205将接下来要重传的帧的传输速率改变为36Mbps,一阶更低速率,并通知发送单元202重传帧的指令(S215)。发送单元202基于从重传控制单元206接收的重传指令和从传输速率控制单元205接收的传输速率,以36Mbps发送所述发送的数据(S216)。

【0154】接下来,如果当使用类似于上述的阈值时发生帧丢失,则信道使用率和先前的传输速率分别为15%、70%和48Mbps(S211),然后传输速率控制单元205确定发生了拥塞,因为重传率超过阈值A(S212:是)并且信道使用率超过阈值B(S213:是),并保持48Mbps作为接下来要重传的帧的传输速率(S214)。发送单元202根据来自重传控制单元206的通知和来自传输速率控制单元205的传输速率来发送去往通信对方的帧(S216)。

【0155】图21是示出根据该实施例的无线电站的另一配置示例的框图。

【0156】无线电站220(例如,对应于图1的无线电终端B)配置有:发送单元222,其向通信对方(例如,对应于图1的无线电基站A)无线地发送帧;接收单元221,其从通信对方无线地接收帧;传输速率控制单元225,其控制帧(特别地,重传帧)的传输速率;重传控制单元226,其控制是否执行重传;以及故障推测单元223,其推测故障。故障推测单元223包括图2中的统计信息获取单元、统计信息DB、无线电链路控制单元、丢失率测量单元和故障识别单元,并且故障推测单元223根据第一实施例的操作推测无线电链路的故障。

【0157】传输速率控制单元205基于上述预定规则控制要发送的帧的传输速率。然而,当通过故障推测单元223推测故障为拥塞时,传输速率不降低,而被保持。

【0158】图22是示出无线站220的操作的流程的流程图。

【0159】假设先前传输速率为48Mbps。如果响应于上次从发送单元222发送的数据的ACK帧没有在预定时间内被接收,则重传控制单元226通知发送单元222重传发送的数据,并通知传输速率控制单元225重传数目(例如1)(S231)。

【0160】当没有从故障推测单元223通知拥塞时,传输速率控制单元225将接下来要重传的帧的传输速率改变为36Mbps,一阶更低速率,并通知传输单元202重传帧的指令(S235)。发送单元222基于从重传控制单元226接收的重传指令和从传输速率控制单元225接收的传输速率,以36Mbps发送所述发送的数据(S236)。另一方面,当在步骤S232被通知拥塞时(是),传输速率控制单元225保持48Mbps作为接下来要重传的帧的传输速率(S234)。发送单元222根据来自重传控制单元226的通知和来自传输速率控制单元225的传输速率,发送去往通信对方的帧(S236)。

【0161】如上所述,根据第二实施例,可获得以下优点:当故障识别为拥塞时,通过保持要重传的帧的传输速率防止吞吐量的降低。尽管示出了保持要重传的帧的传输速率的示例,但是还可保持随后要发送的帧的传输速率,直到解决拥塞。

【0162】本发明不限于上述精确实施例,并且可通过实现阶段中修改的其组件来实现,而不脱离本发明的范围。此外,上述实施例中公开的组件的任意组合可形成各个发明。例如,可省略实施例中所示的所有组件的某些。此外,可适当组合不同实施例的组件。

【说明书附图】


【0001】


图1

【0002】


图2

【0003】


图3

【0004】


图4

【0005】


图5

【0006】


图6

【0007】


图7

【0008】


图8

【0009】


图9

【0010】


图10

【0011】


图11

【0012】


图12

【0013】


图13

【0014】


图14

【0015】


图15

【0016】


图16

【0017】


图17

【0018】


图18

【0019】


图19

【0020】


图20

【0021】


图21

【0022】


图22