多用戶WiFi帶寬分配方法及設(shè)備的制造方法
【專利摘要】一種控制在訂戶接入點(diǎn)處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，包括：確定公共用戶是否已經(jīng)在訂戶接入點(diǎn)處建立連接；測(cè)量公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率；檢索最大信道使用時(shí)限；以及響應(yīng)于所測(cè)量的物理數(shù)據(jù)率和最大信道使用時(shí)限，限制基于每個(gè)單位時(shí)間所傳遞的數(shù)據(jù)量。
【專利說明】
多用戶Wi Fi帶寬分配方法及設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及帶寬分配，并且具體地，本發(fā)明基于物理層連接質(zhì)量來動(dòng)態(tài)地限制分 配給每個(gè)WiFi客戶端的帶寬，使得連接質(zhì)量差的客戶端不會(huì)不利地降低整體鏈路質(zhì)量。
【背景技術(shù)】
[0002] 在多播和廣播應(yīng)用中，數(shù)據(jù)通過有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器傳送到多個(gè)接收器。 在本文中所使用的多播系統(tǒng)是服務(wù)器同時(shí)向多個(gè)接收器傳送相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中接收器 形成所有接收器的子集，該子集達(dá)到并包括所有接收器。廣播系統(tǒng)是服務(wù)器同時(shí)向所有接 收器傳送相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。即，根據(jù)定義，多播系統(tǒng)可W包括廣播系統(tǒng)。
[0003] 在本文中所使用的術(shù)語"客戶端"包括但不限于工作站、客戶站、移動(dòng)站、移動(dòng)終 端、移動(dòng)設(shè)備、節(jié)點(diǎn)、膝上型計(jì)算機(jī)(膝上型電腦）、筆記本型計(jì)算機(jī)(筆記本電腦）、個(gè)人數(shù)字 助理(PDA)、雙模式智能電話、i化one、iPod、i化d、平板或者可W連接到網(wǎng)絡(luò)的任何其他無 線設(shè)備。
[0004] 在多個(gè)客戶端連接到無線路由器、網(wǎng)關(guān)或接入點(diǎn)(AP)的情況下，理想地，所有客戶 端將W高鏈路質(zhì)量來連接，如此可W使用高速率調(diào)制方案。在運(yùn)種情況下，每個(gè)客戶端利用 短的持續(xù)時(shí)間來傳送或接收數(shù)據(jù)。然而，如果一個(gè)客戶端具有差的連接質(zhì)量，則必須使用低 速率調(diào)制方案。低速率或較低速率調(diào)制方案意味著，將需要較長(zhǎng)的時(shí)間來傳送或接收同等 量的數(shù)據(jù)。因此，鏈路質(zhì)量差(連接不良）的客戶端將需要不相稱的量的可用時(shí)間用于其通 信，對(duì)于鏈路質(zhì)量良好(連接良好)的其余客戶端留下減少的信道容量。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中已知多種服務(wù)質(zhì)量(QoS)機(jī)制，但是運(yùn)些QoS機(jī)制基于預(yù)先設(shè)置的服 務(wù)質(zhì)量類別。運(yùn)些QoS機(jī)制均未明確地根據(jù)鏈路質(zhì)量而變化的WiFi擁塞的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在多個(gè)客戶端連接到無線路由器、網(wǎng)關(guān)或接入點(diǎn)(AP)的情況下，理想地，所有客戶 端將W高鏈路質(zhì)量來連接，如W可W使用高速率調(diào)制方案。在運(yùn)種情況下，每個(gè)客戶端利用 短的持續(xù)時(shí)間來傳送或接收數(shù)據(jù)。然而，如果一個(gè)客戶端具有差的連接質(zhì)量，則必須使用低 速率調(diào)制方案。低速率或較低速率調(diào)制方案意味著，將需要較長(zhǎng)的時(shí)間來傳送或接收同等 量的數(shù)據(jù)。因此，鏈路質(zhì)量差(連接不良）的客戶端將需要不相稱的量的可用時(shí)間用于其通 信，對(duì)于鏈路質(zhì)量良好(連接良好)的其余客戶端留下減少的信道容量。
[0007] 本發(fā)明動(dòng)態(tài)地限制任何指定的客戶端(例如，鏈路質(zhì)量差的客戶端)可W發(fā)送或接 收的數(shù)據(jù)量，使得客戶端使用比每個(gè)單位時(shí)間可調(diào)節(jié)的百分比更少的信道。
[000引一種控制在訂戶接入點(diǎn)處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，包括:確定公共用戶 是否已經(jīng)在訂戶接入點(diǎn)處建立連接;測(cè)量公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率;檢索最大信道使用時(shí) 限；W及響應(yīng)于所測(cè)量的物理數(shù)據(jù)率和最大信道使用時(shí)限，限制基于每個(gè)單位時(shí)間所傳遞 的數(shù)據(jù)量。
【附圖說明】
[0009] 根據(jù)結(jié)合附圖來閱讀的下面的詳細(xì)描述，將最好地理解本發(fā)明。附圖包括下面簡(jiǎn) 要描述的W下各圖：
[0010] 圖1是本發(fā)明的訂戶接入點(diǎn)的示例性實(shí)施例的流程圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明的訂戶接入點(diǎn)的示例性實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明將數(shù)據(jù)帶寬分配與物理層鏈路速率相結(jié)合。如果存在具有低鏈路速率的客 戶端，則減少其帶寬，使其平均起來在信道上活躍較少的時(shí)間。如果鏈路速率提高（可能由 于客戶端移動(dòng)得更接近于接入點(diǎn)），則可W增加數(shù)據(jù)帶寬。W運(yùn)種方式，允許(許可)單個(gè)客 戶端獨(dú)占通信信道的時(shí)間平均量保持(維持)在目標(biāo)的持續(xù)時(shí)間W下。該持續(xù)時(shí)間可W根據(jù) 客戶端的類別而不同。
[OOU]客戶端可W由服務(wù)提供商分配至懷同的類別。例如，像Comcast運(yùn)樣的服務(wù)提供商 啟用客戶預(yù)置設(shè)備(接入點(diǎn)）中的熱點(diǎn)功能。擁有特定接入點(diǎn)的私有訂戶可W被歸類為高優(yōu) 先級(jí)客戶端，因此將被給予較長(zhǎng)的信道持續(xù)時(shí)限。連接到該私有訂戶的接入點(diǎn)的用戶將被 歸類為較低優(yōu)先級(jí)客戶端，因此將被給予較短的信道持續(xù)時(shí)限。W運(yùn)種方式，即使公共客戶 端(用戶)具有低物理層鏈路速率連接，運(yùn)也將不會(huì)不利地對(duì)具有熱點(diǎn)(接入點(diǎn)）的私有訂戶 的吞吐量產(chǎn)生影響。
[0014]可W想到，本發(fā)明將基于具有可能在設(shè)及特定數(shù)量的客戶端的特定情況下需要的 適當(dāng)?shù)臅r(shí)間約束的物理層連接速率的平均值。
[001引還可W想到，管理不同類別的客戶端的限制的參數(shù)本身可W是自適應(yīng)的。
[0016] 能夠基于更多的全局帶寬使用模式對(duì)某些或所有類別的客戶端啟用和禁用本發(fā) 明的數(shù)據(jù)帶寬的方法可能也是有用的。
[0017] W下是本發(fā)明的示例。如果對(duì)客戶端所允許(許可）的最大數(shù)據(jù)帶寬為4Mb/s，則例 如使最大信道使用時(shí)限為10%。然后，數(shù)據(jù)帶寬限制將根據(jù)W下圖表進(jìn)行縮放： 「00181
[0019] 本發(fā)明在用作公共用戶的熱點(diǎn)的接入點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)。即，本發(fā)明將作為私有訂戶（客 戶)預(yù)置設(shè)備(接入點(diǎn)）的一部分來交付。
[0020] 圖1是本發(fā)明的訂戶接入點(diǎn)的示例性實(shí)施例的流程圖。在105,數(shù)據(jù)率時(shí)限分配模 塊進(jìn)行測(cè)試，W確定是否有公共用戶(客戶端）已經(jīng)連接到訂戶接入點(diǎn)（設(shè)備）。如果沒有公 共用戶連接到訂戶接入點(diǎn)，則處理返回到105,直至有公共用戶連接到訂戶接入點(diǎn)為止。如 果有公共用戶已經(jīng)連接到訂戶接入點(diǎn)，則在110,訂戶接入點(diǎn)測(cè)量公共客戶端的物理數(shù)據(jù) 率。在115,訂戶接入點(diǎn)從存儲(chǔ)系統(tǒng)檢索所連接的公共用戶的數(shù)據(jù)率。本發(fā)明想到數(shù)據(jù)率時(shí) 限基于物理層連接速率的平均值W及針對(duì)不同類別的客戶端的限制。因?yàn)獒槍?duì)不同類別的 客戶端的限制可W是自適應(yīng)的，所W本發(fā)明還想到存在針對(duì)服務(wù)提供商的接口，使得服務(wù) 提供商可W更新數(shù)據(jù)率使用時(shí)限數(shù)據(jù)庫。服務(wù)提供商還可W能夠基于全局使用模式來啟用 或禁用某些類別的客戶端的數(shù)據(jù)帶寬。在120,訂戶接入點(diǎn)基于所測(cè)量的數(shù)據(jù)率W及從數(shù)據(jù) 庫檢索到的數(shù)據(jù)率使用時(shí)限，對(duì)所連接的公共用戶分配每個(gè)單位時(shí)間的數(shù)據(jù)率。在125,訂 戶接入點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，W確定是否有另外的公共用戶連接到訂戶接入點(diǎn)或者已經(jīng)連接的公共 用戶的物理層數(shù)據(jù)率是否已經(jīng)改變(增加或減少）。如果沒有其他公共用戶連接到訂戶接入 點(diǎn)，或者如果已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變(增加或減少），則處理繼續(xù)到 105。如果有另外的公共用戶連接到訂戶接入點(diǎn)，則處理繼續(xù)到110。
[0021] 圖2是本發(fā)明的訂戶接入點(diǎn)的示例性實(shí)施例的框圖。存在公共用戶訪問訂戶接入 點(diǎn)（熱點(diǎn)）的公共用戶接口。公共用戶能夠與訂戶接入點(diǎn)（熱點(diǎn)）進(jìn)行雙向通信。公共用戶接 口與測(cè)量物理數(shù)據(jù)率模塊進(jìn)行雙向通信。測(cè)量物理數(shù)據(jù)率模塊測(cè)量所連接的公共用戶的物 理層數(shù)據(jù)率。測(cè)量物理數(shù)據(jù)率模塊與分配每個(gè)單位時(shí)間的數(shù)據(jù)率的模塊進(jìn)行雙向通信。分 配每個(gè)單位時(shí)間的數(shù)據(jù)率的模炔基于所測(cè)量的物理層數(shù)據(jù)率和從存儲(chǔ)系統(tǒng)檢索到的使用 時(shí)限，向所連接的公共用戶分配每個(gè)單位時(shí)間的數(shù)據(jù)率使用。分配每個(gè)單位時(shí)間的數(shù)據(jù)率 的模塊與存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信。存在服務(wù)提供商更新每個(gè)單位時(shí)間的最大使用的數(shù)據(jù)庫 的服務(wù)提供商接口。
[0022] 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可W W各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器、或其組合來實(shí) 現(xiàn)。專用處理器可W包括專用集成電路(ASIC)、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)和/或現(xiàn)場(chǎng)可編程 口陣列(FPGA)。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為硬件和軟件的組合。此外，軟件優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為有形地 實(shí)施在程序存儲(chǔ)設(shè)備上的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可W被上載到包括任何適當(dāng)架構(gòu)的機(jī)器， 并由該機(jī)器執(zhí)行。優(yōu)選地，該機(jī)器在具有諸如一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)、隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(RAM)和輸入/輸出（I/O)接口運(yùn)樣的硬件的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。該計(jì)算機(jī)平臺(tái)還包括 操作系統(tǒng)和微指令代碼。在本文中所描述的各種處理和功能可W是微指令代碼的一部分或 經(jīng)由操作系統(tǒng)執(zhí)行的應(yīng)用程序的一部分(或其組合）。此外，各種其他外圍設(shè)備可W連接到 該計(jì)算機(jī)平臺(tái)，諸如另外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和打印設(shè)備。
[0023] 還應(yīng)當(dāng)理解，因?yàn)楦綀D中所圖示的一些構(gòu)成系統(tǒng)組件和方法步驟優(yōu)選地W軟件來 實(shí)現(xiàn)，所W系統(tǒng)組件(或處理步驟)之間的實(shí)際連接可W根據(jù)本發(fā)明的編程的方式而不同。 給出在本文中的教導(dǎo)，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠想到本發(fā)明的運(yùn)些W及類似的實(shí)現(xiàn) 方式或配置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制在訂戶接入點(diǎn)處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，所述方法包括： 確定所述公共用戶是否已經(jīng)在所述訂戶接入點(diǎn)處建立連接； 測(cè)量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率； 檢索每個(gè)單位時(shí)間的最大信道使用；以及 響應(yīng)于所測(cè)量的物理數(shù)據(jù)率和所述最大信道使用時(shí)限，限制基于每個(gè)單位時(shí)間所傳遞 的數(shù)據(jù)量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:確定是否存在另外的公共用戶已經(jīng)與所述訂戶 接入點(diǎn)建立連接或者是否已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，如果存在另外的公共用戶已經(jīng)與所述訂戶接入點(diǎn) 建立連接或者如果已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變，則重復(fù)測(cè)量、檢索和分 配的步驟。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述訂戶接入點(diǎn)為私有接入點(diǎn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，私有訂戶接入點(diǎn)用作公共熱點(diǎn)。6. -種訂戶接入點(diǎn)，用于控制在所述訂戶接入點(diǎn)處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量，所述訂 戶接入點(diǎn)包括： 與所述公共用戶進(jìn)行通信的雙向接口； 測(cè)量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率的模塊，所述測(cè)量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率的 模塊與所述雙向公共用戶接口雙向通信； 存儲(chǔ)系統(tǒng)，其包括每個(gè)單位時(shí)間最大使用數(shù)據(jù)；以及 限制向所述公共用戶基于每個(gè)單位時(shí)間所傳遞的數(shù)據(jù)量的模塊，所述限制向所述公共 用戶基于每個(gè)單位時(shí)間所傳遞的數(shù)據(jù)量的模塊與所述測(cè)量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率 的模塊雙向通信，并且還與所述存儲(chǔ)系統(tǒng)雙向通信，所述限制向所述公共用戶基于每個(gè)單 位時(shí)間所傳遞的數(shù)據(jù)率的量的模塊響應(yīng)于所測(cè)量的物理層數(shù)據(jù)率和最大信道使用時(shí)限數(shù) 據(jù)，限制每個(gè)單位時(shí)間所傳遞的數(shù)據(jù)量。7. 所述訂戶接入點(diǎn)還包括:服務(wù)提供商接口，用于更新最大信道使用時(shí)限數(shù)據(jù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的訂戶接入點(diǎn)，其中，所述訂戶接入點(diǎn)為私有接入點(diǎn)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的訂戶接入點(diǎn)，其中，所述私有訂戶接入點(diǎn)用作公共熱點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H04L12/911GK105940646SQ201480074353
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年1月29日
【發(fā)明人】A.R.布伊萊特
【申請(qǐng)人】湯姆遜許可公司