CN102595431A

CN102595431A - 提高无线接入点的吞吐量的装置以及方法

Info

Publication number: CN102595431A
Application number: CN2012100654158A
Authority: CN
Inventors: 黄涛; 韦安营; 范成龙
Original assignee: AUTELAN TECHNOLOGY Inc
Current assignee: AUTELAN TECHNOLOGY Inc
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及一种在无线局域网中提高无线接入点的吞吐量的装置以及方法。本发明的提高无线接入点的吞吐量的装置，包含：参数设置单元，对不同类型的无线终端分别预先设置WMM参数；接入处理单元，通过来自无线终端的请求帧的信息判断所述无线终端的用户类型，并从预先设置的WMM参数中调用对应于该用户类型的WMM参数，然后在响应帧中设置WMM参数以发送出去。本发明以无线终端所支持的调制速率来区分无线终端的类型，同时基于该无线终端的调制速率来赋予不同的WMM参数，从而可以提高接入点的整体性能。

Description

提高无线接入点的吞吐量的装置以及方法

技术领域

本发明涉及一种在无线局域网中提高无线接入点的吞吐量的装置以及方法。

背景技术

802.11网络提供了基于竞争的无线接入服务。但是不同的应用需求对于网络的要求是不同的，而原始的网络不能为不同的应用提供不同质量的接入服务，也不能满足实际应用的需要。为此，基于802.11协议的WLAN(无线局域网)，添加了QoS(服务质量)特性。而且Wi-Fi组织为了保证不同WLAN厂商提供的设备之间可以通信，定义了WMM(Wi-Fi Multimedia，Wi-Fi多媒体)标准，以使WLAN网络具备提供QoS服务的能力，解决了上述需求。

并且，随着无线局域网技术的发展，无线标准不断升级，无线产品也不断推陈出新，于是我们日常可以见到多种不同标准的无线产品，如支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n标准中的一种或多种标准的产品。虽然标准众多，但是为了能使旧标准的产品能继续发挥作用，最新的无线接入点通常支持各种老旧终端，如支持802.11n的无线接入点可使支持802.11a、802.11b、802.11g、802.11n中任意一种的无线终端接入。

虽然无线接入点做到了老旧兼容，但是，无线接入点(AP)发送到各无线终端的WMM参数相同，并没有区别对待不同类型的无线终端。因此，各无线终端的同种应用的数据在传输时具有相同的优势，即高速率的无线终端和低速率的无线终端传输同一类型数据时，具有相同的优先级。这种情况下，在信道繁忙时，相同的时间里，低速率终端会拖累信道传输的数据量，大大降低传输性能。如图1所示，当某个AP接入有4个不同类型的STA1(用户终端，又称无线终端)、STA2、STA3、STA4，假设这些STA在单位时间内分别能够传输1、5、5、15个数据帧，如果在4个单位时间内无线终端以均等的机会各抢占到一个单位时间用于发包，则这段时间总体发包数为26，远低于STA4单独使用这段时间的发包数60。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于区分无线终端的类型，使调制速率高的无线终端在竞争信道时拥有高优先级，从而提高了整个无线局域网的吞吐量。

本发明的提高无线接入点的吞吐量的装置，包含：参数设置单元，对不同类型的无线终端分别预先设置WMM参数；接入处理单元，通过来自无线终端的请求帧的信息判断所述无线终端的用户类型，并从预先设置的WMM参数中调用对应于该用户类型的WMM参数，然后在响应帧中设置WMM参数以发送出去。

优选地，接入处理单元以无线终端支持的调制速率为基准来区分用户类型。

优选地，当无线终端支持多个802.11标准时，接入处理单元以所述无线终端支持的最大调制速率为基准来区分用户类型。

优选地，作为信道竞争参数的WMM参数包含AIFSN、CWmin、CWmax以及TXOP Limit。

本发明以无线终端所支持的调制速率来区分无线终端的类型，同时基于该无线终端的调制速率来赋予不同的WMM参数，从而可以提高接入点的整体性能。

并且，当无线终端同时支持多个802.11标准时，本发明以无线终端所支持的最大调制速率为依据来区分终端的类型，且调制速率越高，赋予的优先级越高，从而可以最大限度地利用无线终端的高性能。

附图说明

图1是示出多个无线终端拥有相同优先级时发送数据帧的情况的图。

图2是示出根据本发明实施例的STA接入到无线局域网的过程的图。

图3是示出根据本发明实施例的提高无线接入点的吞吐量的装置的单元之间的工作流程的图。

图4是示出根据本发明实施例的为不同的无线终端设置不同WMM参数的流程图。

具体实施方式

为了便于理解，简单说明一下WMM协议为接入类定义的一套信道竞争EDCA(增强分布式信道访问)参数，以下简称WMM参数。

●AIFSN(仲裁帧间隙数)，在802.11协议中，空闲等待时长(DIFS)为固定值，而WMM针对不同接入类可以配置不同的空闲等待时长，AIFSN数值越大，用户的空闲等待时间越长。

●CWmin(最小竞争窗口)和CWmax(最大竞争窗口)，决定了平均退避时间值，这两个数值越大，用户的平均退避时间越长。

●TXOP Limit(传输机会限制)，用户一次竞争成功后，可占用信道的最大时长。这个数值越大，用户一次能占用信道的时间越长，如果是0，则每次占用信道后只能发送一个数据帧。

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

如图2所示，STA启动初始化，开始正式传输数据帧之前，需要经过扫描(SCAN)、认证(Authentication)、关联(Association)阶段才能成功接入到无线局域网。

在扫描阶段，无线终端可通过两种方式获取周围的无线局域网信息：一种是被动扫描，无线终端监听周围无线接入点发送的Beacon(信标帧)而获取无线局域网信息，并按照Beacon中的WMM参数，配置无线终端的数据链路层；另外一种为主动扫描，无线终端在扫描的时候，主动发送一个探测请求帧(Probe request)，在接收到该探测请求帧之后，无线接入点会发送探测响应帧(Probe response)，从而无线终端按照探测响应帧中的WMM参数配置数据链路层。

在实际工作工程中，无线终端通常同时使用被动扫描和主动扫描来获取周围的无线局域网信息。但是，此时无线接入点传输给无线终端的WMM是相同的。因此调制速率较高的无线终端不能充分发挥其功能。

接下来无线终端进入认证阶段。在认证阶段，无线终端向无线控制器(AC)发送认证请求帧(Auth request)，在接收到认证请求帧之后，无线控制器发送认证响应帧(Auth response)。

认证阶段结束之后开始关联阶段。与认证阶段类似地，在关联阶段，无线终端向无线控制器发送关联请求帧(Assoc request)，在接收到关联请求帧之后，无线控制器发送关联响应帧(Assoc response)。当无线控制器接收来自无线终端的关联请求帧时，可以确定用户的类型。本发明在关联阶段，无线控制器根据关联请求帧中的无线终端的用户类型，给相同应用的不同无线终端配置不同的WMM参数，以达到提供信道吞吐量的效果。

进一步，可参考图3来详细说明提高无线接入点的吞吐量的装置的各单元的工作内容。

图3是示出提高无线接入点的吞吐量的装置的单元之间的工作流程的图。

由图3所示，提高无线接入点的吞吐量的装置包含参数设置单元100和接入处理单元200。其中，参数设置单元200针对不同类型的无线终端，预先设置WMM参数。

为了说明参数设置单元200设置WMM参数的原则，在此简单介绍一下无线终端竞争信道的过程。在占用信道发送数据帧前，无线终端会监听信道。且当信道空闲时间大于或等于规定的空闲等待时间时，客户端在竞争窗口范围[0，CW[i]]内随机选择退避时间进行退避等待，并且CW[i]从[CWmin，CWmax]中选择。此时最先结束退避的无线终端竞争到信道。由此，结合前面对WMM参数的解释可知，AIFSN越小、则优先级越高；CWmin和CWmax越小，则优先级越高；反之，TXOP Limit越大，则优先级越高。本发明中参数设置单元200设置WMM参数时也是依照此原则。即，调制速率越大的用户类型，设置优先级越高的WMM参数。

由此可知，参数设置单元200的作用在于，针对不同类型的无线终端，预先设置与其对应的WMM参数。从而在繁忙的信道中，充分地利用无线终端的高性能，以提高信道的吞吐量。

接着参考图3，接入处理单元100首先对无线终端进行接入处理。来自无线终端的关联请求帧(Assoc request)中有一个属性表示该无线终端的调制速率，因此接入处理单元100基于该属性可以判断并区分用户类型。

通常，用户类型可分为802.11a类(即支持802.11a标准的无线终端)、802.11b类(支持802.11b标准的无线终端，以此类推)、802.11g类和802.11n类。但是，当一个无线终端支持多种802.11标准时，以该无线终端所能达到的最大调制速率来进行区分。例如同时支持802.11b和802.11g的无线终端划分为802.11g类，则同时支持802.11a和802.11n的无线终端划分为802.11n类，以此类推。

当接入处理单元100判断出无线终端属于何种用户类型之后，调用参数设置单元200预先设置的WMM参数中的对应于该用户类型的WMM参数，然后在关联响应帧(Assoc response)中设置WMM参数，并发送到无线终端。无线终端收到来自无线控制器的关联相应帧后，按照新的WMM参数设置数据链路层。最终，调制速率高的无线终端的同种应用在传输数据时，具有更高的优先权。

在此，本发明的提高无线接入点的吞吐量的装置可以使用在无线控制器，但是也可以脱离无线控制器，例如直接使用在无线接入点或无线集中控制***。

通过上述说明可以总结一下提高无线接入点的吞吐量的装置的操作步骤。

图4是示出为了提高信道的吞吐量而为不同的无线终端设置不同的WMM参数的流程图。

如图4所示，在步骤S101中，对不同类型的无线终端分别预先设置WMM参数。并且，在步骤201中，处理来自无线终端的通信帧(即关联请求帧)，并基于所述通信帧的信息来判断所述无线终端的用户类型，并调用步骤S101中已预先设置的对应于该用户类型的WMM参数，然后在响应帧中设置WMM参数以发送出去。

此时，无线终端则按照所接收的关联响应帧中的WMM参数来配置数据链路层。从而调制速率高的无线终端传输同种应用的数据时，竞争优势更大。

本发明通过无线控制器的参数设置单元100和接入处理单元200，使得不同无线终端在相同无线局域网中具有不同的AIFSN、竞争窗口(CW)和传输限制(TXOP)，使得调制速率高的无线终端竞争到信道的概率更大，最终提高了信道的吞吐量。

而且，本发明的提高无线接入点的吞吐量的方法同样可以在无线控制器实施，或者也可以脱离无线控制器，而直接在无线接入点实施或在无线集中控制***实施。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

Claims

1.一种提高无线接入点的吞吐量的装置，其特征在于，该装置包含：

参数设置单元，对不同类型的无线终端分别预先设置WMM参数；

接入处理单元，通过来自无线终端的请求帧的信息判断所述无线终端的用户类型，并从预先设置的WMM参数中调用对应于该用户类型的WMM参数，然后在响应帧中设置WMM参数以发送出去。

2.根据权利要求1所述的提高无线接入点的吞吐量的装置，其特征在于，接入处理单元以无线终端支持的调制速率为基准来区分用户类型。

3.根据权利要求1所述的提高无线接入点的吞吐量的装置，其特征在于，当无线终端支持多个802.11标准时，接入处理单元以所述无线终端支持的最大调制速率为基准来区分用户类型。

4.根据权利要求2或3所述的提高无线接入点的吞吐量的装置，其特征在于，作为信道竞争参数的WMM参数包含AIFSN、CWmin、CWmax以及TXOP Limit。

5.根据权利要求1所述的提高无线接入点的吞吐量的装置，其特征在于，所述请求帧为关联请求帧。

6.一种提高无线接入点的吞吐量的方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

(a)对不同类型的无线终端分别预先设置WMM参数；

(b)通过来自无线终端的请求帧的信息判断所述无线终端的用户类型，并从预先设置的WMM参数中调用对应于该用户类型的WMM参数，然后在响应帧中设置WMM参数以发送出去。

7.根据权利要求6所述的提高无线接入点的吞吐量的方法，其特征在于，在步骤(b)中无线终端支持的调制速率为基准来区分用户类型。

8.根据权利要求6所述的提高无线接入点的吞吐量的方法，其特征在于，当无线终端支持多个802.11标准时，在步骤(b)中以所述无线终端支持的最大调制速率为基准来区分用户类型。

9.根据权利要求7或8所述的提高无线接入点的吞吐量的方法，其特征在于，作为信道竞争参数的WMM参数包含AIFSN、CWmin、CWmax和TXOPLimit。

10.一种无线控制器，包含如权利要求1至5之一所述的提高无线接入点的吞吐量的装置。