專利名稱：提高無線接入點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，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，最新的無線接入點通常支持各種老舊終端，如支持802. Iln的無線接入點可使支持802. Ila,802. Ilb,802. Hg,802. Iln中任意一種的無線終端接入。雖然無線接入點做到了老舊兼容，但是，無線接入點(AP)發(fā)送到各無線終端的 WMM參數(shù)相同，并沒有區(qū)別對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)在傳輸時具有相同的優(yōu)勢，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，具有相同的優(yōu)先級。這種情況下，在信道繁忙時，相同的時間里，低速率終端會拖累信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，大大降低傳輸性能。如圖I所示，當(dāng)某個AP接入有4個不同類型的STAl (用戶終端，又稱無線終端)、STA2、STA3、STA4，假設(shè)這些STA在單位時間內(nèi)分別能夠傳輸1、5、 5、15個數(shù)據(jù)幀，如果在4個單位時間內(nèi)無線終端以均等的機會各搶占到一個單位時間用于發(fā)包，則這段時間總體發(fā)包數(shù)為26，遠低于STA4單獨使用這段時間的發(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擁有高優(yōu)先級，從而提高了整個無線局域網(wǎng)的吞吐量。本發(fā)明的提高無線接入點的吞吐量的裝置，包含參數(shù)設(shè)置單元，對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802. 11標(biāo)準(zhǔn)時，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的整體性能。并且，當(dāng)無線終端同時支持多個802. 11標(biāo)準(zhǔn)時，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是示出多個無線終端擁有相同優(yōu)先級時發(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)明實施例的提高無線接入點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，空閑等待時長(DIFS)為固定值，而 WMM針對不同接入類可以配置不同的空閑等待時長，AIFSN數(shù)值越大，用戶的空閑等待時間越長?！?CWmin (最小競爭窗口)和CWmax (最大競爭窗口)，決定了平均退避時間值,這兩個數(shù)值越大，用戶的平均退避時間越長。· TXOP Limit (傳輸機會限制)，用戶一次競爭成功后,可占用信道的最大時長。 這個數(shù)值越大，用戶一次能占用信道的時間越長，如果是0，則每次占用信道后只能發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀。以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的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)信息一種是被動掃描，無線終端監(jiān)聽周圍無線接入點發(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；另外一種為主動掃描，無線終端在掃描的時候，主動發(fā)送一個探測請求巾貞(Probe request),在接收到該探測請求巾貞之后,無線接入點會發(fā)送探測響應(yīng)巾貞(Probe response),從而無線終端按照探測響應(yīng)巾貞中的WMM參數(shù)配置數(shù)據(jù)鏈路層。在實際工作工程中，無線終端通常同時使用被動掃描和主動掃描來獲取周圍的無線局域網(wǎng)信息。但是，此時無線接入點傳輸給無線終端的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。接下來無線終端進入認證階段。在認證階段，無線終端向無線控制器(AC)發(fā)送認證請求巾貞(Auth request),在接收到認證請求巾貞之后,無線控制器發(fā)送認證響應(yīng)巾貞(Auth response)。
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認證階段結(jié)束之后開始關(guān)聯(lián)階段。與認證階段類似地，在關(guān)聯(lián)階段，無線終端向無線控制器發(fā)送關(guān)聯(lián)請求巾貞(Assoc request),在接收到關(guān)聯(lián)請求巾貞之后,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)請求巾貞時,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)，以達到提供信道吞吐量的效果。進一步，可參考圖3來詳細說明提高無線接入點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，無線終端會監(jiān)聽信道。且當(dāng)信道空閑時間大于或等于規(guī)定的空閑等待時間時，客戶端在競爭窗口范圍
]內(nèi)隨機選擇退避時間進行退避等待，并且CW[i]從[CWmin，Cffmax]中選擇。此時最先結(jié)束退避的無線終端競爭到信道。由此，結(jié)合前面對WMM參數(shù)的解釋可知，AIFSN越小、則優(yōu)先級越高；CWmin和CWmax 越小，則優(yōu)先級越高；反之，TXOP Limit越大,則優(yōu)先級越高。本發(fā)明中參數(shù)設(shè)置單元200 設(shè)置WMM參數(shù)時也是依照此原則。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，針對不同類型的無線終端，預(yù)先設(shè)置與其對應(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首先對無線終端進行接入處理。來自無線終端的關(guān)聯(lián)請求巾貞(Assoc request)中有一個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)一個無線終端支持多種802. 11標(biāo)準(zhǔn)時，以該無線終端所能達到的最大調(diào)制速率來進行區(qū)分。例如同時支持802. IIb和802. Ilg的無線終端劃分為802. Ilg類，則同時支持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，具有更高的優(yōu)先權(quán)。在此，本發(fā)明的提高無線接入點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，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，競爭優(yōu)勢更大。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的吞吐量的方法同樣可以在無線控制器實施，或者也可以脫離無線控制器，而直接在無線接入點實施或在無線集中控制系統(tǒng)實施。本發(fā)明不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種提高無線接入點的吞吐量的裝置，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的吞吐量的裝置，其特征在于，當(dāng)無線終端支持多個802. 11標(biāo)準(zhǔn)時，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的吞吐量的裝置，其特征在于，所述請求幀為關(guān)聯(lián)請求幀。
6.一種提高無線接入點的吞吐量的方法，其特征在于，該方法包含如下步驟(a)對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的吞吐量的方法，其特征在于，當(dāng)無線終端支持多個802. 11標(biāo)準(zhǔn)時，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)中提高無線接入點的吞吐量的裝置以及方法。本發(fā)明的提高無線接入點的吞吐量的裝置，包含參數(shù)設(shè)置單元，對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的整體性能。
文檔編號H04W84/12GK102595431SQ20121006541
公開日2012年7月18日 申請日期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 申請人:北京傲天動聯(lián)技術(shù)有限公司