專利名稱：一種避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡傳輸領域，特別涉及一種基于802. 11的避免認證或關聯(lián)過程中擁塞網(wǎng)絡的方法。
背景技術：
802. 11(其商用推廣品牌為 Wi-Fi)是 IEEEGnstitute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣和電子工程師協(xié)會)制定的短距高速無線局域網(wǎng)標準。 隨著hternet (互聯(lián)網(wǎng))的快速發(fā)展，802. 11目前得到了大規(guī)模的普及和發(fā)展，被廣泛用于電腦、手機以及各種消費電子產(chǎn)品。802. 11產(chǎn)品廣泛使用2. 4GHz和5GHz兩個共享免費頻段。802. 11 有兩種網(wǎng)絡架構一種是 Incbpendent BSS(Independent Basic Service kt，獨立基本服務集)架構，在此架構下，STA(Sta-tion，站，STA在WLAN(Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng))中一般為客戶端，可以是裝有無線網(wǎng)卡的計算機，也可以是有Wi-Fi模塊的智能手機，可以是移動的，也可以是固定的，是無線局域網(wǎng)的最基本組成單元)通過Ad hoc (點對點模式)組網(wǎng)彼此之間進行通信；另一種是hfrastructure BSSdnfrastructure Basic Service kt，中控型基本服務集)架構，如圖1所示，在此架構下，AP ((Wireless)Access Point,(無線)訪問接入點)控制各個STA，STA通過AP與外部網(wǎng)絡或其他STA進行通信。在Infrastructure BSS中，AP周期性的廣播Beacon幀(信標幀)，Beacon幀中包含此hfrastructure BSS運行的基本參數(shù)，STA可通過Beacon幀獲得hfrastructure BSS運行的參數(shù)信息。在Beacon幀中，有一個Beacon間隔域(Beacon Interval Field), 此域指示一個固定的廣播Beacon幀的時間間隔參數(shù)“TBTT”，如圖2所示，值得注意的是， 由于802. 11基于競爭的接入方式，在TBTT的時刻，信道可能處于忙的狀態(tài)，AP不能獲得信道，此時，AP將推后發(fā)送Beacon幀。STA首先需要通過掃描過程發(fā)現(xiàn)周圍的hfrastructure BSS網(wǎng)絡，再通過關聯(lián)過程，才能和AP建立連接，加入hfrastructure BSS網(wǎng)絡。在關聯(lián)過程中根據(jù)網(wǎng)絡的需要， 也伴有認證過程，此時需要通過認證過程和關聯(lián)過程，才能和AP建立連接。其中，掃描過程包括被動掃描和主動掃描兩種方式被動掃描STA在其所支持的信道上搜索AP發(fā)送的Beacon幀，并獲得相應 Infrastructure BSS 的信息；主動掃描STA在其所支持的信道上發(fā)送ftObe Request幀(探尋請求幀)，AP 收到后，回應Probe Response幀，STA通過Probe Response幀(探尋響應幀)獲得相應 Infrastructure BSS 的信息。認證過程802. 11定義了兩種認證機制開放系統(tǒng)認證和共享密鑰認證。如圖3 PffT^, STA RM Authentication Request 中貞(iAilEit^^ ) ^b AP, AP 0/S Authentication Response幀(認證響應幀)給STA，以完成認證過程。
關聯(lián)(Association)過程，參照圖4 =STA要加入某個AP控制的hfrastructure BSS，其必須通過如下關聯(lián)過程加入此hfrastructure BSS STA發(fā)送關聯(lián)請求 (Association Request)中貞@AP，AP口向jS (Association Response)中貞@ STA。當 STA 關聯(lián)入 Infrastructure BSS 后，使用 DCF(Distributed Coordination Function,分布式協(xié)調(diào)功能)、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access,增強分布式協(xié)調(diào)訪問)、PCF(Point Coordination Function,點協(xié)調(diào)功能)或者 HCCA(Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access,混合式協(xié)調(diào)功能控制信道訪問)方式進行數(shù)據(jù)傳輸。2011年IEEE 802. 11工作組新成立一個802. Ilah工作組，計劃將802. 11技術推廣到小于IGHz的頻段，由于頻段降低，在相同的功率下802. IlAP可以覆蓋更遠的距離， 讓更多的STA接入網(wǎng)絡進行傳輸。802. Ilah的一個應用場景是將其用于M2M(Machine to Machine communication，機器通信)設備，比如用于智能電網(wǎng)。在這種場景下，一個AP下可能具有大量的802. Ilah終端(STA)，如6000個；802. Ilah的STA數(shù)據(jù)傳輸方式可能是周期性或者事件性觸發(fā)的。802. Ilah之前的802. 11系統(tǒng)主要是考慮H2H通信(Human to Human communication，人人通信)而設計的，并不適應上述M2M通信的接入和傳輸方式首先， 802. Ilah之前的802. 11系統(tǒng)中，一個AP下至多支持上百個STA，802. Ilah AP考慮到幾千個STA的接入和傳輸，需要在接入方式和傳輸方式上進行改進；其次，現(xiàn)有的802. 11網(wǎng)絡中，802. IlSTA業(yè)務的發(fā)送更多的由人進行觸發(fā)，因此具有一定的隨機性，大量STA同時接入和傳輸數(shù)據(jù)的可能性很小，但是對于802. Ilah STA來說可能基于周期性或者事件性觸發(fā)接入和傳輸數(shù)據(jù)，因此可能存在大量的STA同時接入和傳輸數(shù)據(jù)的時刻，無論使用現(xiàn)有的何種接入和傳輸方式，都會大大增加沖突的概率，造成802. Ilah網(wǎng)絡的擁塞。雖然在M2M應用場景中，802. Ilah網(wǎng)絡可能更多的由行業(yè)用戶進行部署，行業(yè)用戶可以在應用層進行一定的設置來分散802. IlSTA的接入，但應用層的設置可能并不足夠。另外，對于突發(fā)事件(比如斷電后的突然加電)，大量STA可能不得不同時進行接入和數(shù)據(jù)傳輸，對于現(xiàn)有的接入和數(shù)據(jù)傳輸方式都是極大的考驗。比如(1)當有大量STA同時認證或關聯(lián)某個AP控制的hfrastructure BSS時，許多STA在發(fā)送認證或關聯(lián)請求時會選擇相同的回退時間，從而造成大量的沖突，AP在發(fā)送認證或關聯(lián)響應時也可能與STA發(fā)送認證或關聯(lián)請求相沖突，大大延緩了 STA加入 Infrastructure BSS 的過禾呈；(2)如圖5所示，尚未加入hfrastructure BSS的STA在進行認證或關聯(lián)的同時，如果已加入hfrastructure BSS的STA在使用DCF機制發(fā)送數(shù)據(jù)，那么已加入 Infrastructure BSS的STA可能會和未加入hfrastructure BSS的STA發(fā)生沖突，不但影響未加入hfrastructure BSS的STA的認證或關聯(lián)，也影響已加入hfrastructure BSS 的STA的數(shù)據(jù)發(fā)送。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種避免802. 11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，當大量STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)時，減小沖突概率，避免網(wǎng)絡802. 11網(wǎng)絡的擁塞。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種避免802. 11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，所述方法包括將每個STA分別擇一的歸屬到至少1個優(yōu)先級組中；對每個優(yōu)先級組分別設定接入因子；在完成hfrastructure BSS網(wǎng)絡掃描之后并進行認證或關聯(lián)之前，根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。進一步，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)包括所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。進一步所述接入因子設置于
之間，所述隨機數(shù)取值在
之間并呈均勻分布；所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括以下步驟步驟al 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)小于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟a2，否則執(zhí)行步驟a3;步驟a2 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；步驟a3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟al ；或者，所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括以下步驟步驟bl 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)大于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟1^2，否則執(zhí)行步驟b3;步驟M 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；步驟b3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟bl。進一步優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子大于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子；或者優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子小于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子。進一步，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)包括所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。進一步所述接入因子設置邏輯值為0或1 ；所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為1，則該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；
或者，所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA 是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為0，則該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程。進一步，所述等待時間在所述hfrastructure BSS網(wǎng)絡的AP中進行設置，并通過 Beacon幀在所述Infrastructure BSS中進行廣播。進一步，所述接入因子在所述hfrastructure BSS網(wǎng)絡的AP中進行設置，并通過 Beacon幀在所述Infrastructure BSS中進行廣播。進一步，若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用請求發(fā)送RTS幀預約信道，則在所述 STA發(fā)送RTS幀之前，STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。進一步，若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用RTS幀預約信道，則在所述STA發(fā)送 RTS幀之前，STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA 是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。進一步，所述的hfrastructure BSS網(wǎng)絡掃描采用被動掃描的方式。進一步，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)是在該STA中進行的。進一步，所述方法還包括在所述STA確定進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的關聯(lián)后，向所述Infrastructure BSS網(wǎng)絡的AP發(fā)送關聯(lián)請求，并在所述關聯(lián)請求中標明該STA所屬的優(yōu)先級組；所述AP根據(jù)網(wǎng)絡狀況和該STA所屬的優(yōu)先級組，確定是否接受該STA的關聯(lián)請求；若所述AP接受該STA的關聯(lián)請求，則向該STA發(fā)送關聯(lián)成功的關聯(lián)響應；若網(wǎng)絡擁塞，則所述AP拒絕該STA的關聯(lián)請求，并禁止其在關聯(lián)響應指示時間內(nèi)重新發(fā)起關聯(lián)請求。進一步，所述AP拒絕該STA的關聯(lián)請求，并禁止其在關聯(lián)響應指示時間內(nèi)重新發(fā)起關聯(lián)請求，具體包括所述AP向該STA發(fā)送關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應，并在該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應中給出關聯(lián)響應指示時間，同時在該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應中指明關聯(lián)失敗的原因；該STA接收該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應，并經(jīng)過所述關聯(lián)響應指示時間后再重新發(fā)起關聯(lián)請求。進一步，所述AP通過向該STA所發(fā)送的關聯(lián)響應中的Matus Code域來指明關聯(lián)是否成功和關聯(lián)失敗的原因。進一步，在完成STAWhfrastructure BSS網(wǎng)絡關聯(lián)后并進行信道競爭以傳輸數(shù)據(jù)之前，根據(jù)該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否競爭信道。從上述方案可以看出，本發(fā)明在認證或關聯(lián)過程之前，對各個待進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的STA設定接入因子，根據(jù)接入因子調(diào)整各個STA 進行認證或關聯(lián)過程的概率，一方面減少了大量STA同時要求接入所述hfrastructure BSS網(wǎng)絡時的沖突，避免STA加入hfrastructure BSS網(wǎng)絡過程的延緩，另一方面保證了當大量STA要求接入所述Infrastructure BSS網(wǎng)絡時，不會影響已加入hfrastructure BSS網(wǎng)絡的STA進行數(shù)據(jù)發(fā)送，再一方面，優(yōu)先級組的引入并通過對接入因子的設置和隨機數(shù)的判斷，保證了處于較高優(yōu)先級組中的STA具有更大的進行認證或關聯(lián)過程的概率， 同時即使處于較低優(yōu)先級組中的STA進行認證或關聯(lián)過程的概率較小，但仍然能夠進行認證或關聯(lián)。由于接入因子的設定，本發(fā)明減小了認證或關聯(lián)請求的沖突，以及待加入 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的STA與已加入hfrastructure BSS網(wǎng)絡的STA之間對信道占用的沖突。另外，根據(jù)網(wǎng)絡狀況，引入了新的AP拒絕STA的認證或關聯(lián)請求機制，從而可以避免網(wǎng)絡的長期擁塞。本發(fā)明提供的方法中，優(yōu)先級組可以設定僅為1組，此時，所有的STA均采用同一個接入因子，在不需要考慮某些STA需要優(yōu)先接入網(wǎng)絡的情況下，通過設定一個統(tǒng)一的接入因子就可以對STA的接入進行限制，從而避免由于大量STA同時進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)而導致網(wǎng)絡擁塞。本發(fā)明優(yōu)選地采用被動掃描方式，從而防止了主動掃描方式下由于STA在不知道網(wǎng)絡狀態(tài)的情況下發(fā)送ftObe Request幀而加重網(wǎng)絡擁塞的情況的發(fā)生。


圖 1 為 802. 11 的 Infrastructure BSS 架構示意圖；圖2為Beacon幀間隔域所指示的時間間隔示意圖；圖3為802. 11中的認證過程示意圖；圖4為802. 11中的關聯(lián)過程示意圖；圖 5 為未力口入 Infrastructure BSS 網(wǎng)絡的 STA 禾口已力口入 Infrastructure BSS 網(wǎng)絡的STA發(fā)生沖突的示意圖；圖6為本發(fā)明的避免802. 11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法示意圖；圖7為使用本發(fā)明方法過程中AP和STA之間進行交互的流程示意圖；圖8為本發(fā)明的一個實施例中根據(jù)比較結果決定該STA是否進Rhfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)的步驟示意圖；圖9為本發(fā)明的另一個實施例中根據(jù)比較結果決定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)的步驟示意圖；圖10為本發(fā)明中在關聯(lián)過程中AP接受或拒絕STA關聯(lián)申請的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖6、圖7所示，本發(fā)明所提供的避免802. 11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，包括步驟1 將每個STA分別擇一的歸屬到不同的優(yōu)先級組中；步驟2 對每個優(yōu)先級組分別設定接入因子；在完成hfrastructure BSS網(wǎng)絡掃描之后并進行認證或關聯(lián)之前，根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
上述方法優(yōu)選地用于被動掃描的方式，這樣可以防止主動掃描方式下由于STA在不知道網(wǎng)絡狀態(tài)的情況下發(fā)送Request幀而加重網(wǎng)絡擁塞的情況的發(fā)生。但本方法仍然可以用于主動掃描方式。上述步驟2中，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)可以通過如下手段實現(xiàn)所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。更具體地，將其中的接入因子設置于W，l]之間，隨機數(shù)取值在W，l]之間并呈均勻分布；所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，參見圖8，具體包括以下步驟步驟al 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)小于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟a2，否則執(zhí)行步驟a3;步驟a2 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；步驟a3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟al。采用上述步驟時，優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子大于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子。除上述過程外，作為另一種具體事實例，所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進Rhfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，參見圖9，還可以具體包括以下步驟步驟bl 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)大于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟1^2，否則執(zhí)行步驟b3;步驟M 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；步驟b3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟bl。采用上述另一種具體事實例的步驟時，優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子小于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子。上述步驟2中，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)還可以通過如下手段實現(xiàn)所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該 STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。其中，所述接入因子設置值為邏輯值0或1 ；所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，可以分別采用下述兩種方式實現(xiàn)A.若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為1，則該STA進行hfrastructureBSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程。B.若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為0，則該STA進行hfrastructureBSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程。本發(fā)明的方法中，關于優(yōu)先級組，可以設定為多組，也可以設定僅為1組。設定為僅為1組時，所有的待進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的STA均使用一個接入因子。此時，僅有1個優(yōu)先級組，也等價于不進行優(yōu)先級組的設定，Infrastructure BSS網(wǎng)絡中沒有優(yōu)先級組的劃分。此時，僅需要利用一個接入因子和等待時間對所有的STA進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的限制，保證同時進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的STA數(shù)量不會過多而引起網(wǎng)絡擁塞。比如，設定統(tǒng)一的接入因子為0. 2，要求所有的STA中產(chǎn)生隨機數(shù)低于該接入因子0. 2的STA才能夠進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，這樣同一時間內(nèi)，所有的要求進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的 STA中僅有可能20%的STA能夠進行網(wǎng)絡認證或關聯(lián)，另外80%則需要等待下次隨機數(shù)的產(chǎn)生，從而在同一時間內(nèi)，將進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)的STA的數(shù)量限制到了 20%左右，從而避免全部STA同時進行Infrastructure BSS網(wǎng)絡認證或關聯(lián)而可能造成的網(wǎng)絡擁塞。本發(fā)明的方法中，涉及到接入因子和等待時間的設置。本發(fā)明優(yōu)選地采用被動掃描的方式時，關于接入因子和等待時間來說在hfrastructure BSS網(wǎng)絡的AP中進行設置更為方便，并且可以通過Beacon幀在所述hfrastructureBSS中進行廣播，從而STA接收到Beacon幀時便可以獲得所設定的接入因子和等待時間，當然也可以引入其他用于提供參數(shù)的幀比如管理幀或者控制幀，以向STA提供接入因子和等待時間。如果采用主動掃描的方式，則也可以通過AP WI^robe Response幀向STA提供所設定的接入因子和等待時間。需要注意的是，根據(jù)802. 11標準，當采用上述產(chǎn)生隨機數(shù)的方式使得STA可以發(fā)起認證或關聯(lián)過程時，STA仍然需要競爭信道，即需要等待信道空閑IFSanter-frame Space，幀間隔)時間后，并在產(chǎn)生的一個隨機回退(backoff)時間內(nèi)仍然保證信道空閑，才能發(fā)送認證或關聯(lián)請求。另外，接入因子只是針對STA而言的，AP沒有接入因子的限制；即AP發(fā)送認證或關聯(lián)響應并不產(chǎn)生隨機數(shù)去與任何接入因子進行比較。再者，STA在發(fā)起認證或關聯(lián)過程后，由于仍然會去競爭信道，因此可能出于沖突以及其他原因，沒有認證或關聯(lián)成功，此時STA需要重新發(fā)起認證或關聯(lián)過程，則其需要重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并與接入因子進行比較?？紤]網(wǎng)絡的利用情況當網(wǎng)絡比較空閑時，AP可以將所有優(yōu)先級組的接入因子都設置為1，則此時所有的STA都平等的接入，沒有優(yōu)先級的區(qū)分；當網(wǎng)絡利用率比較高時，AP 可以設置較低的接入因子和較大的等待時間，以暫時限制STA的接入。STA發(fā)送認證或關聯(lián)請求，可能會先使用RTS (Request To Send，請求發(fā)送)預約信道后，再發(fā)送真正的認證或關聯(lián)請求幀。當采用步驟al a3的方式或者步驟bl b3的方式時，若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用請求發(fā)送RTS幀預約信道，則在STA發(fā)送第一個 RTS幀前，其產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，并根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，如果比較成功(即通過前述的比較過程后，可以進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián))，則在后面發(fā)送認證或關聯(lián)請求幀時不再與接入因子做比較。當采用接入因子設置值為邏輯值0或1的方式時，若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用RTS幀預約信道，則在所述STA發(fā)送RTS幀之前，STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
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根據(jù)802. 11標準，AP通過發(fā)送關聯(lián)響應，并在關聯(lián)響應的Matus Code (狀態(tài)代碼)域中指示關聯(lián)是否成功如果接受了 STA的關聯(lián)請求，則MatusCode設為0 ；如果拒絕了 STA的關聯(lián)請求，也會在Matus Code域中指示失敗的原因，每一個Matus code對應一
個不同的原因，如下表所示
權利要求
1.一種避免802. 11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于，所述方法包括 將每個站STA分別擇一的歸屬到至少1個優(yōu)先級組中；對每個優(yōu)先級組分別設定接入因子；在完成中控型基本服務集hfrastructure BSS網(wǎng)絡掃描之后并進行認證或關聯(lián)之前， 根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)包括所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較， 根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
3.根據(jù)權利要求2所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述接入因子設置于
之間，所述隨機數(shù)取值在
之間并呈均勻分布； 所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括以下步驟步驟al 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)小于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟a2， 否則執(zhí)行步驟a3 ；步驟a2 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程； 步驟a3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟al ； 或者，所述STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括以下步驟步驟bl 若該STA產(chǎn)生的隨機數(shù)大于該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子，則執(zhí)行步驟1^2， 否則執(zhí)行步驟b3;步驟1^2 該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程； 步驟b3 該STA待設定的等待時間后再重新產(chǎn)生隨機數(shù)，并執(zhí)行步驟bl。
4.根據(jù)權利要求3所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子大于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子；或者優(yōu)先級高的優(yōu)先級組所設定的接入因子小于優(yōu)先級低的優(yōu)先級組所設定的接入因子。
5.根據(jù)權利要求1所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于，所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)包括所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
6.根據(jù)權利要求5所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述接入因子設置邏輯值為0或1 ；所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為1，則該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程；或者，所述STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)，具體包括若該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子為0，則該STA進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程，否則該STA不進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)過程。
7.根據(jù)權利要求3或4所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述等待時間在所述hfrastructure BSS網(wǎng)絡的訪問接入點AP中進行設置，并通過信標Beacon幀在所述Infrastructure BSS中進行廣播。
8.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述接入因子在所述hfrastructure BSS網(wǎng)絡的AP中進行設置，并通過 Beacon幀在所述Infrastructure BSS中進行廣播。
9.根據(jù)權利要求2至4任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法， 其特征在于若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用請求發(fā)送RTS幀預約信道，則在所述STA發(fā)送RTS幀之前，STA產(chǎn)生隨機數(shù)并與該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子進行比較，根據(jù)比較結果決定該STA是否進行hfrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
10.根據(jù)權利要求5或6所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于若所述STA在認證或關聯(lián)之前利用RTS幀預約信道，則在所述STA發(fā)送RTS幀之前，STA對其所屬優(yōu)先級組的接入因子邏輯值進行判斷，根據(jù)判斷結果決定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。
11.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述的hfrastructure BSS網(wǎng)絡掃描采用被動掃描的方式。
12.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述的根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行 Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)是在該STA中進行的。
13.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述STA確定進Rhfrastructure BSS網(wǎng)絡的關聯(lián)后，向所述hfrastructure BSS 網(wǎng)絡的AP發(fā)送關聯(lián)請求，并在所述關聯(lián)請求中標明該STA所屬的優(yōu)先級組；所述AP根據(jù)網(wǎng)絡狀況和該STA所屬的優(yōu)先級組，確定是否接受該STA的關聯(lián)請求；若所述AP接受該STA的關聯(lián)請求，則向該STA發(fā)送關聯(lián)成功的關聯(lián)響應；若網(wǎng)絡擁塞，則所述AP拒絕該STA的關聯(lián)請求，并禁止其在關聯(lián)響應指示時間內(nèi)重新發(fā)起關聯(lián)請求。
14.根據(jù)權利要求13所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于，所述AP拒絕該STA的關聯(lián)請求，并禁止其在關聯(lián)響應指示時間內(nèi)重新發(fā)起關聯(lián)請求，具體包括所述AP向該STA發(fā)送關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應，并在該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應中給出關聯(lián)響應指示時間，同時在該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應中指明關聯(lián)失敗的原因；該STA接收該關聯(lián)失敗的關聯(lián)響應，并經(jīng)過所述關聯(lián)響應指示時間后再重新發(fā)起關聯(lián)請求。
15.根據(jù)權利要求14所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于所述AP通過向該STA所發(fā)送的關聯(lián)響應中的狀態(tài)代碼Matus Code域來指明關聯(lián)是否成功和關聯(lián)失敗的原因。
16.根據(jù)權利要求1至6任一項所述的避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，其特征在于在完成STA的hfrastructure BSS網(wǎng)絡關聯(lián)后并進行信道競爭以傳輸數(shù)據(jù)之前，根據(jù)該STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否競爭信道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種避免802.11認證或關聯(lián)過程中網(wǎng)絡擁塞的方法，包括將每個站STA分別擇一的歸屬到不同的優(yōu)先級組中；對每個優(yōu)先級組分別設定接入因子，在完成中控型基本服務集Infrastructure BSS網(wǎng)絡掃描之后并進行認證或關聯(lián)之前，根據(jù)STA所屬優(yōu)先級組的接入因子確定該STA是否進行Infrastructure BSS網(wǎng)絡的認證或關聯(lián)。本發(fā)明在認證或關聯(lián)過程之前，采用優(yōu)先級組的方式對各個STA進行優(yōu)先級歸類，利用接入因子，調(diào)整每個優(yōu)先級組中的STA進行認證或關聯(lián)過程的概率，從而減少了大量STA同時要求接入Infrastructure BSS網(wǎng)絡時的沖突，并且不會影響已加入Infrastructure BSS網(wǎng)絡的STA進行數(shù)據(jù)發(fā)送，處于較高優(yōu)先級組中的STA具有更大的認證或關聯(lián)的概率。
文檔編號H04W12/08GK102413468SQ20111036013
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權日2011年11月14日
發(fā)明者萬屹, 劉思楊, 羅振東 申請人:工業(yè)和信息化部電信傳輸研究所