随着无线通信新技术的不断涌现，无线网路以其接入灵活、成本低廉、覆盖面宽、易于扩展等优势也得到了广泛套用。一直以来，无线网路中的吞吐量最佳化问题始终是学界关注的焦点之一，根据不同的信道环境，配置不同的传输速率已被证明是提高网路吞吐量的有效手段。

如何选择不同的传输速率？依据什幺条件选择传输速率？

IEEE 802.11x标準在物理层支持利用多种速率进行传输，但是并未规定速率选择策略。如何根据信道状态选择和切换合适的传送速率，以提高系统性能，依据信道质量自适应的速率选择算法成为研究焦点。

吞吐量是衡量通信系统性能的一个重要参数，希望在各种信道环境下都以儘可能高的速率和儘可能低的误码率进行数据传输。实际上，吞吐量是传输速率和误码率的函式，高传输速率会造成更高的误码率，降低吞吐量。因此，为了使吞吐量在一定信道环境下达到最优，可以採用很多方法，方法之一是根据信道状态自适应地选择数据帧的传送速率。

文献从理论上阐述了为什幺在信道状态变化时，改变调製方式从而改变速率可以提高系统的吞吐量。

为了更好地利用物理层的多速率能力，媒体接入控制（MAC）协定应能够自适应地选择最佳传输速率，以适应信道变化，达到最佳的系统吞吐量。具备这种特徵的MAC协定称为速率自适应MAC协定、多速率MAC协定或者自动速率MAC协定。在无线区域网路中，由于无线信道的多径衰落特点和拓扑结构节点运动等随机因素的影响，网路吞吐量很难用固定的解析式表达，但是如果不考虑上述因素，文献直观地给出了无线区域网路在理想情况下的吞吐量最大值的表达式：

分别表示数据帧大小、IP报头大小、UDP报头大小、帧间时隙、短时隙、ACK帧传输时间、帧的平均传输延迟时间。假如在拓扑、协定和信道特性、节点间距相对稳定以及帧大小不变的情况下，从上式可知吞吐量和传输速率成正比，传输速率越大，占用信道时间越短，吞吐量越大。

在使用共享信道中，数据包在传输过程中，首先要注意各节点之间的协调，也就是各个节点公平地分享信道；其次要针对信道的时变特点，不断地根据信道状态实时调整适合该时段的传输速率，使吞吐量最大。

下面是一些经典算法。

速率自适应的核心是获取实时变化的无线信道的状态信息（CSI），有两类获得CSI的方法：对信道信息直接测量（闭环类）和基于统计信息的方法（开环类）。

（1）闭环类速率自适应算法

闭环类速率自适应算法是一种直观的获取CSI的方法，直接测量信道状态信息，如信噪比（SNR）、接收信号强度（RSS）或者误码率（BER）等。

由于不同的传送速率使用不同的调製和编码方式，而这些调製和编码方式抵抗噪声的能力不同，因此在满足一定误码率的条件下，各种速率所需要的信噪比也不同。反过来，通过测量接收信号的信噪比，可以选择合适的传送速率。

（2）开环类速率自适应算法

开环类速率自适应算法是通过计算在一段时间内的传送数据的统计信息获得参数，如误帧率、接收的ACK个数以及吞吐量等，用于判断无线信道的状态。基于统计的方法能够获得在较长时间内的信道状态信息，但很难反映信道再短时间内的快速变化。然而，这种方法可以很容易地通过驱动程式等软体实现，几乎所有厂商都採用基于统计的方法。目前，主要有三种基于统计的方法：吞吐量统计、FER统计和ACK帧统计。这三种方法中，基于吞吐量统计的方法对信道变化的回响最慢，而基于ACK帧统计的方法对信道的变化回响最快。

现有的速率自适应可分为以下4类：

1.利用传送帧连续的成功和失败次数来估计信道质量。比如ARF算法，如果连续没有收到两个ACK，则降低一档速率，传送下面的数据并启动一个定时器；如果连续收到10个帧或者定时器时间到，则提高传送速率。缺点：连续成功或失败的次数很难及时适应信道的快速变化。

2.利用物理层指标(如SNIR,RSS)估计信道质量。缺点：已有文献证明SNIR,RSS等指标和丢帧率并没有很强的对应关係，而且基于跨层的设计思想在实际套用中存在困难。

3.每隔一段时间以不同速率传送一个或者一些试探帧，用来估计不同数量在信道中的表现。这种方法提高了对其他速率的实时估计能力，但是因为不能传送过多的试探帧，导致个别试探帧的成败决定了速率选择，容易造成误判。如SampleRate。

4.利用近一段时间的数据帧的统计特徵来决定传送速率。比如RRAA。RRAA在一段时间（视窗）内统计丢帧率等信息，并将其与相应的门限进行比较。这种方法禁止了因为随机丢帧而导致的误判，如果视窗选择合适，能够对信道变化作出及时反应。