專利名稱：提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在無線局域網(wǎng)中提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置以及方法。
背景技術(shù)：
802. 11網(wǎng)絡(luò)提供了基于競爭的無線接入服務(wù)。但是不同的應(yīng)用需求對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的要求是不同的，而原始的網(wǎng)絡(luò)不能為不同的應(yīng)用提供不同質(zhì)量的接入服務(wù)，也不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。為此，基于802. 11協(xié)議的WLAN(無線局域網(wǎng))，添加了 QoS (服務(wù)質(zhì)量)特性。而且Wi-Fi組織為了保證不同WLAN廠商提供的設(shè)備之間可以通信，定義了 WMM(Wi-Fi Multimedia,Wi-Fi多媒體)標(biāo)準(zhǔn)，以使WLAN網(wǎng)絡(luò)具備提供QoS服務(wù)的能力，解決了上述需求。并且，隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無線標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)，無線產(chǎn)品也不斷推陳出新，于是我們?nèi)粘？梢砸姷蕉喾N不同標(biāo)準(zhǔn)的無線產(chǎn)品，如支持802. lla、802. lib,802. llg、 802. Iln標(biāo)準(zhǔn)中的一種或多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。雖然標(biāo)準(zhǔn)眾多，但是為了能使舊標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品能繼續(xù)發(fā)揮作用，最新的無線接入點(diǎn)通常支持各種老舊終端，如支持802. Iln的無線接入點(diǎn)可使支持802. Ila,802. Ilb,802. Hg,802. Iln中任意一種的無線終端接入。雖然無線接入點(diǎn)做到了老舊兼容，但是，無線接入點(diǎn)(AP)發(fā)送到各無線終端的 WMM參數(shù)相同，并沒有區(qū)別對(duì)待不同類型的無線終端。因此，各無線終端的同種應(yīng)用的數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)具有相同的優(yōu)勢(shì)，即高速率的無線終端和低速率的無線終端傳輸同一類型數(shù)據(jù)時(shí)，具有相同的優(yōu)先級(jí)。這種情況下，在信道繁忙時(shí)，相同的時(shí)間里，低速率終端會(huì)拖累信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，大大降低傳輸性能。如圖I所示，當(dāng)某個(gè)AP接入有4個(gè)不同類型的STAl (用戶終端，又稱無線終端)、STA2、STA3、STA4，假設(shè)這些STA在單位時(shí)間內(nèi)分別能夠傳輸1、5、 5、15個(gè)數(shù)據(jù)幀，如果在4個(gè)單位時(shí)間內(nèi)無線終端以均等的機(jī)會(huì)各搶占到一個(gè)單位時(shí)間用于發(fā)包，則這段時(shí)間總體發(fā)包數(shù)為26，遠(yuǎn)低于STA4單獨(dú)使用這段時(shí)間的發(fā)包數(shù)60。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于區(qū)分無線終端的類型，使調(diào)制速率高的無線終端在競爭信道時(shí)擁有高優(yōu)先級(jí)，從而提高了整個(gè)無線局域網(wǎng)的吞吐量。本發(fā)明的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，包含參數(shù)設(shè)置單元，對(duì)不同類型的無線終端分別預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)；接入處理單元，通過來自無線終端的請(qǐng)求幀的信息判斷所述無線終端的用戶類型，并從預(yù)先設(shè)置的WMM參數(shù)中調(diào)用對(duì)應(yīng)于該用戶類型的WMM參數(shù)，然后在響應(yīng)幀中設(shè)置WMM參數(shù)以發(fā)送出去。優(yōu)選地，接入處理單元以無線終端支持的調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。優(yōu)選地，當(dāng)無線終端支持多個(gè)802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，接入處理單元以所述無線終端支持的最大調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。優(yōu)選地，作為信道競爭參數(shù)的WMM參數(shù)包含AIFSN、CWmin、CWmax以及TXOP Limit。本發(fā)明以無線終端所支持的調(diào)制速率來區(qū)分無線終端的類型，同時(shí)基于該無線終端的調(diào)制速率來賦予不同的WMM參數(shù)，從而可以提高接入點(diǎn)的整體性能。并且，當(dāng)無線終端同時(shí)支持多個(gè)802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明以無線終端所支持的最大調(diào)制速率為依據(jù)來區(qū)分終端的類型，且調(diào)制速率越高，賦予的優(yōu)先級(jí)越高，從而可以最大限度地利用無線終端的高性能。


圖I是示出多個(gè)無線終端擁有相同優(yōu)先級(jí)時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀的情況的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的STA接入到無線局域網(wǎng)的過程的圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置的單元之間的工作流程的圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的為不同的無線終端設(shè)置不同WMM參數(shù)的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了便于理解，簡單說明一下WMM協(xié)議為接入類定義的一套信道競爭EDCA (增強(qiáng)分布式信道訪問)參數(shù)，以下簡稱WMM參數(shù)。^AIFSN(仲裁幀間隙數(shù))，在802. 11協(xié)議中，空閑等待時(shí)長(DIFS)為固定值，而 WMM針對(duì)不同接入類可以配置不同的空閑等待時(shí)長，AIFSN數(shù)值越大，用戶的空閑等待時(shí)間越長。· CWmin (最小競爭窗口)和CWmax (最大競爭窗口)，決定了平均退避時(shí)間值,這兩個(gè)數(shù)值越大，用戶的平均退避時(shí)間越長?！?TXOP Limit (傳輸機(jī)會(huì)限制)，用戶一次競爭成功后,可占用信道的最大時(shí)長。 這個(gè)數(shù)值越大，用戶一次能占用信道的時(shí)間越長，如果是0，則每次占用信道后只能發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀。以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的STA接入到無線局域網(wǎng)的過程的圖。如圖2所示,STA啟動(dòng)初始化,開始正式傳輸數(shù)據(jù)巾貞之前,需要經(jīng)過掃描(SCAN)、認(rèn)證(Authentication)、關(guān)聯(lián)(Association)階段才能成功接入到無線局域網(wǎng)。在掃描階段，無線終端可通過兩種方式獲取周圍的無線局域網(wǎng)信息一種是被動(dòng)掃描，無線終端監(jiān)聽周圍無線接入點(diǎn)發(fā)送的Beacon (信標(biāo)幀)而獲取無線局域網(wǎng)信息，并按照Beacon中的WMM參數(shù)，配置無線終端的數(shù)據(jù)鏈路層；另外一種為主動(dòng)掃描，無線終端在掃描的時(shí)候，主動(dòng)發(fā)送一個(gè)探測(cè)請(qǐng)求巾貞(Probe request),在接收到該探測(cè)請(qǐng)求巾貞之后,無線接入點(diǎn)會(huì)發(fā)送探測(cè)響應(yīng)巾貞(Probe response),從而無線終端按照探測(cè)響應(yīng)巾貞中的WMM參數(shù)配置數(shù)據(jù)鏈路層。在實(shí)際工作工程中，無線終端通常同時(shí)使用被動(dòng)掃描和主動(dòng)掃描來獲取周圍的無線局域網(wǎng)信息。但是，此時(shí)無線接入點(diǎn)傳輸給無線終端的WMM是相同的。因此調(diào)制速率較高的無線終端不能充分發(fā)揮其功能。接下來無線終端進(jìn)入認(rèn)證階段。在認(rèn)證階段，無線終端向無線控制器(AC)發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求巾貞(Auth request),在接收到認(rèn)證請(qǐng)求巾貞之后,無線控制器發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)巾貞(Auth response)。
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認(rèn)證階段結(jié)束之后開始關(guān)聯(lián)階段。與認(rèn)證階段類似地，在關(guān)聯(lián)階段，無線終端向無線控制器發(fā)送關(guān)聯(lián)請(qǐng)求巾貞(Assoc request),在接收到關(guān)聯(lián)請(qǐng)求巾貞之后,無線控制器發(fā)送關(guān)聯(lián)響應(yīng)巾貞(Assoc response)。當(dāng)無線控制器接收來自無線終端的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求巾貞時(shí),可以確定用戶的類型。本發(fā)明在關(guān)聯(lián)階段，無線控制器根據(jù)關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀中的無線終端的用戶類型，給相同應(yīng)用的不同無線終端配置不同的WMM參數(shù)，以達(dá)到提供信道吞吐量的效果。進(jìn)一步，可參考圖3來詳細(xì)說明提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置的各單元的工作內(nèi)容。圖3是示出提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置的單元之間的工作流程的圖。由圖3所示，提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置包含參數(shù)設(shè)置單元100和接入處理單元200。其中，參數(shù)設(shè)置單元200針對(duì)不同類型的無線終端，預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)。為了說明參數(shù)設(shè)置單元200設(shè)置WMM參數(shù)的原則，在此簡單介紹一下無線終端競爭信道的過程。在占用信道發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，無線終端會(huì)監(jiān)聽信道。且當(dāng)信道空閑時(shí)間大于或等于規(guī)定的空閑等待時(shí)間時(shí)，客戶端在競爭窗口范圍
]內(nèi)隨機(jī)選擇退避時(shí)間進(jìn)行退避等待，并且CW[i]從[CWmin，Cffmax]中選擇。此時(shí)最先結(jié)束退避的無線終端競爭到信道。由此，結(jié)合前面對(duì)WMM參數(shù)的解釋可知，AIFSN越小、則優(yōu)先級(jí)越高；CWmin和CWmax 越小，則優(yōu)先級(jí)越高；反之，TXOP Limit越大,則優(yōu)先級(jí)越高。本發(fā)明中參數(shù)設(shè)置單元200 設(shè)置WMM參數(shù)時(shí)也是依照此原則。即，調(diào)制速率越大的用戶類型，設(shè)置優(yōu)先級(jí)越高的WMM參數(shù)。由此可知，參數(shù)設(shè)置單元200的作用在于，針對(duì)不同類型的無線終端，預(yù)先設(shè)置與其對(duì)應(yīng)的WMM參數(shù)。從而在繁忙的信道中，充分地利用無線終端的高性能，以提高信道的吞吐量。接著參考圖3，接入處理單元100首先對(duì)無線終端進(jìn)行接入處理。來自無線終端的關(guān)聯(lián)請(qǐng)求巾貞(Assoc request)中有一個(gè)屬性表示該無線終端的調(diào)制速率,因此接入處理單元100基于該屬性可以判斷并區(qū)分用戶類型。通常，用戶類型可分為802. Ila類(即支持802. Ila標(biāo)準(zhǔn)的無線終端)、802. Ilb類 (支持802. Ilb標(biāo)準(zhǔn)的無線終端，以此類推)、802· Ilg類和802. Iln類。但是，當(dāng)一個(gè)無線終端支持多種802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以該無線終端所能達(dá)到的最大調(diào)制速率來進(jìn)行區(qū)分。例如同時(shí)支持802. IIb和802. Ilg的無線終端劃分為802. Ilg類，則同時(shí)支持802. IIa和802. Iln 的無線終端劃分為802. Iln類，以此類推。當(dāng)接入處理單元100判斷出無線終端屬于何種用戶類型之后，調(diào)用參數(shù)設(shè)置單元200預(yù)先設(shè)置的WMM參數(shù)中的對(duì)應(yīng)于該用戶類型的WMM參數(shù)，然后在關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀(Assoc response)中設(shè)置WMM參數(shù)，并發(fā)送到無線終端。無線終端收到來自無線控制器的關(guān)聯(lián)相應(yīng)幀后，按照新的WMM參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)鏈路層。最終，調(diào)制速率高的無線終端的同種應(yīng)用在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，具有更高的優(yōu)先權(quán)。在此，本發(fā)明的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置可以使用在無線控制器，但是也可以脫離無線控制器，例如直接使用在無線接入點(diǎn)或無線集中控制系統(tǒng)。通過上述說明可以總結(jié)一下提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置的操作步驟。圖4是示出為了提高信道的吞吐量而為不同的無線終端設(shè)置不同的WMM參數(shù)的流程圖。
如圖4所示，在步驟SlOl中，對(duì)不同類型的無線終端分別預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)。并且，在步驟201中，處理來自無線終端的通信幀(即關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀)，并基于所述通信幀的信息來判斷所述無線終端的用戶類型，并調(diào)用步驟SlOl中已預(yù)先設(shè)置的對(duì)應(yīng)于該用戶類型的 WMM參數(shù)，然后在響應(yīng)幀中設(shè)置WMM參數(shù)以發(fā)送出去。此時(shí)，無線終端則按照所接收的關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀中的WMM參數(shù)來配置數(shù)據(jù)鏈路層。從而調(diào)制速率高的無線終端傳輸同種應(yīng)用的數(shù)據(jù)時(shí)，競爭優(yōu)勢(shì)更大。本發(fā)明通過無線控制器的參數(shù)設(shè)置單元100和接入處理單元200，使得不同無線終端在相同無線局域網(wǎng)中具有不同的AIFSN、競爭窗口(CW)和傳輸限制(ΤΧ0Ρ)，使得調(diào)制速率高的無線終端競爭到信道的概率更大，最終提高了信道的吞吐量。而且，本發(fā)明的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的方法同樣可以在無線控制器實(shí)施，或者也可以脫離無線控制器，而直接在無線接入點(diǎn)實(shí)施或在無線集中控制系統(tǒng)實(shí)施。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，其特征在于，該裝置包含參數(shù)設(shè)置單元，對(duì)不同類型的無線終端分別預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)；接入處理單元，通過來自無線終端的請(qǐng)求幀的信息判斷所述無線終端的用戶類型，并從預(yù)先設(shè)置的WMM參數(shù)中調(diào)用對(duì)應(yīng)于該用戶類型的WMM參數(shù)，然后在響應(yīng)幀中設(shè)置WMM參數(shù)以發(fā)送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，其特征在于，接入處理單元以無線終端支持的調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，其特征在于，當(dāng)無線終端支持多個(gè)802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，接入處理單元以所述無線終端支持的最大調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，其特征在于，作為信道競爭參數(shù)的WMM參數(shù)包含AIFSN、Cffmin, Cffmax以及TXOP Limit。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，其特征在于，所述請(qǐng)求幀為關(guān)聯(lián)請(qǐng)求幀。
6.一種提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的方法，其特征在于，該方法包含如下步驟(a)對(duì)不同類型的無線終端分別預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)；(b)通過來自無線終端的請(qǐng)求幀的信息判斷所述無線終端的用戶類型，并從預(yù)先設(shè)置的WMM參數(shù)中調(diào)用對(duì)應(yīng)于該用戶類型的WMM參數(shù)，然后在響應(yīng)幀中設(shè)置WMM參數(shù)以發(fā)送出去。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的方法，其特征在于，在步驟(b)中無線終端支持的調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的方法，其特征在于，當(dāng)無線終端支持多個(gè)802. 11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在步驟(b)中以所述無線終端支持的最大調(diào)制速率為基準(zhǔn)來區(qū)分用戶類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的方法，其特征在于，作為信道競爭參數(shù)的WMM參數(shù)包含AIFSN、CWmin、Cffmax和TXOPLimit。
10.一種無線控制器，包含如權(quán)利要求I至5之一所述的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在無線局域網(wǎng)中提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置以及方法。本發(fā)明的提高無線接入點(diǎn)的吞吐量的裝置，包含參數(shù)設(shè)置單元，對(duì)不同類型的無線終端分別預(yù)先設(shè)置WMM參數(shù)；接入處理單元，通過來自無線終端的請(qǐng)求幀的信息判斷所述無線終端的用戶類型，并從預(yù)先設(shè)置的WMM參數(shù)中調(diào)用對(duì)應(yīng)于該用戶類型的WMM參數(shù)，然后在響應(yīng)幀中設(shè)置WMM參數(shù)以發(fā)送出去。本發(fā)明以無線終端所支持的調(diào)制速率來區(qū)分無線終端的類型，同時(shí)基于該無線終端的調(diào)制速率來賦予不同的WMM參數(shù)，從而可以提高接入點(diǎn)的整體性能。
文檔編號(hào)H04W84/12GK102595431SQ20121006541
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者范成龍, 韋安營, 黃濤 申請(qǐng)人:北京傲天動(dòng)聯(lián)技術(shù)有限公司