CN101730149A - 业务流处理方法和装置及接入点 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种业务流处理方法和装置及接入点。该方法包括：第一站点获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；第一站点根据第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；第一站点基于载波侦听多路复用/冲突避免技术在信道中调度发送调整后的业务流帧。本发明实施例根据信道两端站点数量来调整业务流帧优先级的手段，实现了对两端站点对信道资源竞争能力的控制，针对不同场合应用，通过灵活调整优先级，实现信道资源在两端站点之间按不同比例分配，能够有效解决上下行流量不均衡的问题，提升客户应用体验。并且，利用了已有标准协议中规定的优先级机制，实现简单，不会造成副作用。

Description

业务流处理方法和装置及接入点

技术领域

本发明实施例涉及无线局域网通信技术，尤其涉及一种业务流处理方法和装置及接入点。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)是以无线信道作传输媒介的计算机局域网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。采用无线的方式提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。无线局域网技术基于IEEE(电子和电气工程师协会)制定的IEEE 802.11系列标准，目前在各个领域得到广泛应用。

目前应用最为广泛的无线局域网架构是包括无线接入点(AccessPoint，简称AP)和无线客户端(简称Client)的架构，AP作为有线网和无线网的桥梁，为客户端提供无线访问服务。AP发往客户端的数据可称作下行数据，客户端发往AP的数据可称作上行数据。一般情况下，一台AP可同时为多台客户端提供服务。

IEEE 802.11标准定义了无线局域网的基本通信协议，即载波侦听多路复用/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection，简称CSMA/CA)机制。该机制的基本原理是：各个站点，包括AP和客户端，当有数据需要发送时，首先监听无线信道，如果信道空闲，则可以正常发送；如果信道忙碌，则必须等待直至信道空闲，并再延迟一段特定的时间间隔后，才可以发送。该机制使各个站点竞争对信道的占用，避免了由于信号碰撞导致数据错误，兼顾了效率和公平。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：当系统中AP只为1台客户端提供服务时，理论上，AP和客户端各占用50％的信道时间发送数据，此时系统中上行和下行的数据流量相等，如图1A所示；但是，当系统中AP为多台客户端提供服务时，客户端组作为一个整体比AP竞争信道的能力要显著增加，多个客户端将占用大部分的信道时间发送数据，而AP只能占用极少的信道时间发送数据，如图1B所示。因此，当系统中存在多台客户端时，系统内上行和下行的数据流量严重不均衡，上行流量远大于下行流量。这与实际需求相悖，因为在现实生活中，客户所需下载量往往多于上传量，即下行的数据量一般要大于上行的数据量，而在下载时不可避免的传输的控制用数据将因为客户端的竞争优势而占用较多信道资源。目前，现有技术还不能解决这种流量不均衡现象，这严重降低了客户的使用体验。

发明内容

本发明实施例提供一种业务流处理方法和装置及接入点，以解决上行和下行业务流的流量不均衡问题。

本发明实施例提供一种业务流处理方法，包括：

第一站点获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；

所述第一站点根据所述第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；

所述第一站点基于载波侦听多路复用/冲突避免技术在所述信道中调度发送调整后的业务流帧。

本发明实施例还提供一种业务流处理装置，其中，所述装置设置在第一站点中，包括：

数量获取模块，用于获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；

优先级调整模块，用于根据所述第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；

发送模块，用于基于载波侦听多路复用/冲突避免技术在所述信道中调度发送调整后的业务流帧。

本发明实施例还提供一种包括上述业务流处理装置的接入点，所述接入点作为所述第一站点，其中，所述接入点还包括：

第二站点数据库，用于向所述数量获取模块提供所述第二站点的数量；

优先级设置模块，用于在所述优先级调整模块调整优先级之前，根据业务流帧类型设置所述业务流帧的优先级。

本发明实施例根据信道两端站点数量来调整业务流帧优先级的手段，实现了对基于CSMA/CA技术的两端站点对信道资源竞争能力的控制，针对不同场合应用，通过灵活调整优先级，实现信道资源在两端站点之间按不同比例分配，能够有效解决上下行流量不均衡的问题，提升客户应用体验。并且，本发明实施例的技术方案利用了已有标准协议中规定的优先级机制，实现简单，不会造成副作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为现有技术中存在一台客户端的流量状态示意图；

图1B为现有技术中存在多台客户端的流量状态示意图；

图2为本发明实施例一提供的业务流处理方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的业务流处理方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的业务流处理装置的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的业务流处理装置的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的接入点的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图2为本发明实施例一提供的业务流处理方法的流程图，本实施例的方法包括如下步骤：

步骤100、第一站点获取位于信道对端的第二站点的数量；

步骤200、第一站点根据第二站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；

步骤300、第一站点基于CSMA/CA技术在信道中调度发送调整后的业务流帧。

本实施例可以用于基于CSMA/CA技术的无线局域网中，用于处理信道两端站点之间传输的业务流，且具体为一端的站点所执行的方法。

信道一端站点的数量影响了该端站点作为整体对信道竞争的能力，本实施例的技术方案在一端站点调度发送业务流帧之前，会根据对端的第二站点的数量来调整业务流帧的优先级。由于业务流帧的优先级同样能够影响站点对信道的竞争能力，所以本实施例的技术方案通过调整优先级可以控制两端站点对信道的竞争能力，可以根据实际需要进行控制。例如对于单一AP与多个客户端，且下载需求大于上传需求时可以控制下行流量与上行流量区域均衡。

本实施例中第一站点对业务流帧优先级的调整依据并不限于是第二站点的数量，第一站点还可以获取第一站点的数量，根据第一站点的数量调整业务流帧的优先级。或者，也可以同时获取第一站点和第二站点各自的数量，然后根据第一站点和第二站点各自的数量调整第一站点待发送的业务流帧的优先级。仍以AP和客户端为例，若将客户端作为第一站点，将AP作为第二站点，则每个客户端在发送业务帧之前可以获取自身所连的AP为多少个客户端服务，而后据此调整客户端待发送业务流帧的优先级，从而调整上行和下行业务流的数据流量均衡性。

在其他基于CSMA/CA技术的业务流传输方案中，同时考虑第一站点和第二站点数量来调整业务流帧优先级的技术方案同样可以适用。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的业务流处理方法的流程图，本实施例以实施例一为基础，以AP作为第一站点，客户端作为第二站点为例进行说明，具体包括如下步骤：

步骤110、AP获取位于信道对端的客户端的数量；

在本步骤中，AP可以在本地查询客户端数据库，从而获取位于信道对端的客户端的数量，客户端数量库可以是现有技术中已经实现的模块，现有技术中的客户端数量库仅用于上层管理，而未参与到发送优先级的设置过程中。

步骤210、当AP判断客户端的数量大于或等于设定门限值时，将待发送的业务流帧的优先级提高；

步骤310、AP基于CSMA/CA技术在信道中调度发送调整后的业务流帧。

在AP和客户端所构成的无线局域网架构中，基于CSMA/CA技术调度发送业务流帧主要涉及帧传输(Frame)、帧间隙(IFS)和竞争窗口(ContentionWindow，简称CW)等参数。其中，帧传输阶段传输有效的业务流帧数据；IFS和CW是为了防止帧碰撞而加入的空闲时间，IFS一般为对应各优先级而设定的固定数值，CW为对应各优先级而设定的范围值，实际应用中，在CW规定的范围内随机取值以防止碰撞。

在具体调度发送过程中，AP和各客户端会竞争信道，最先获取信道的站点将占用信道发送业务流帧，其余站点要继续等待下一个发送时机，IFS和CW随机值之和决定了站点在未抢占到信道后需要等待的时间。业务流帧的优先级对应不同的IFS和CW，优先级越高，对应的IFS和CW宽度越小，则在信道竞争中能更先抢占到信道；反之，优先级越低，对应的IFS和CW宽度越大，竞争能力越差。

业务流帧中原有定义的优先级是根据业务流的类型来设置的，例如，在具有普通数据和语音/视频的混合应用中，为语音/视频提供较高的优先级，使之流畅传输。也就是说，发送优先级取决于待发送业务流帧的类型。现有IEEE 802.11定义了四种访问类型(Access Category，简称AC)，分别是背景数据(AC_BK)、尽力传送(AC_BE)、视频数据(AC_VI)和语音数据(AC_VO)，为这四种访问类型设定了不同的CW值和IFS值，如表1所示：

表1

AC	CWmin	CWmax	AIFSN
				AC_BK	aCWmin	aCWmax	7
AC_BE	aCWmin	aCWmax	3
				AC_VI	(aCWmin+1)/2-1	aCWmin	2
AC_VO	(aCWmin+1)/4-1	(aCWmin+1)/2-1	2

其中，CWmin为CW的最小值，CWmax为CW的最大值，它们限定了CW的取值范围；AIFSN的数值决定了IFS的值，AIFSN越大，IFS值越大。从表格中可以看出，从AC_BK到AC_VO，CW与IFS之和是逐渐减小的，即优先级逐渐提高。

基于上述标准定义，本实施例中AP将待发送的业务流帧的优先级提高至大于原有优先级，即AP将待发送的业务流帧的IFS和/或CW的数值减小。

当AP判断出客户端的数量达到设定门限值时，即调整AP待发送业务流帧的优先级，使之高于客户端处相同类型业务流帧的优先级，从而使AP在信道竞争中更加容易获取信道资源。本实施例的技术方案改善了当前无线局域网中无线客户端较多时，下行流量远低于上行流量的现象，能够使上下行流量达到均衡，或使下行流量大于上行流量，提升网络效率。

在本实施例的基础上，AP将待发送的业务流帧的优先级提高优选的是：AP将待发送的业务流帧的优先级提高至大于原有优先级且小于原有优先级的上一级优先级。或者说，AP将业务流帧的默认IFS和/或CW的数量调整至介于原有优先级和上一级优先级对应的数值之间。这样，既能够使AP和客户端所发送的相同类型业务流帧的竞争能力形成差异，而又不会超过上一优先级业务流帧的竞争能力，从而能够避免协议混乱。

实施例三

本发明实施例三的业务流处理方法可以以实施例一或实施例二为基础，第一站点根据第二站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级具体可以是：第一站点根据第二站点的数量调整待发送的部分业务流帧的优先级。

优选的是：第一站点根据第二站点的数量N，每间隔N+1个待发送的业务流帧，调整N个待发送的业务流帧的优先级，可以是提高或降低优先级。

上述方案考虑了优先级提升概率的问题，仍以AP和客户端作为第一站点和第二站点为例进行说明。若将所有业务流帧的优先级均提高，则某些情况下可能会出现AP独占信道，客户端无法传输的问题，同样会形成上行和下行流量的不均衡，本实施例的技术方案能够有效避免这个问题出现。AP可以对连续发送的N个业务流帧进行优先级提升，对随后的N+1个业务流帧不进行提升，依次类推，反复执行。

则发送的业务流帧的优先级提升概率P为：

P＝N/(2N+1)                                    (1)

这样，在某段时间内发送的M个帧中，进行了优先级提升的业务流帧数量TFup为：

TFup＝M×N/(2N+1)                              (2)

这些业务流帧由于优先级更高，能够由AP抢占信道，成功发送。

未进行优先级提升的业务流帧数量TFno为：

TFno＝M×(N+1)/(2N+1)                          (3)

这些业务流帧由AP和N个客户端相互竞争信道，AP竞争信道的概率Pap和N个客户端竞争信道的概率Pclnt分别为：

Pap＝1/N+1                                     (4)

Pclnt＝N/(N+1)                                 (5)

由上述公式(3)、(4)和(5)可知，在未进行优先级提升的N+1个业务流帧中，由AP成功发送的帧数量TFap为：

TFap＝TFno×Pap＝M/(2N+1)                      (6)

由客户端成功发送的帧数量TFclnt为：

TFclnt＝TFno×Pclnt＝M*N/(2N+1)                (7)

由上述公式(2)和(6)可知，在M个帧中，由AP发送成功的总帧数量TFap-all为：

TFap-all＝TFup+TFap＝M*(N+1)/(2N+1)            (8)

由客户端发送成功的总帧数量为：

TFclnt-all＝TFclnt＝M*N/(2N+1)                 (9)

比较TFap-all和TFclnt-all可知，AP和客户端对信道占用的比率Rap-clnt为：

Rap-clnt＝(N+1)/N                              (10)

通过分析上述公式(10)可知：当客户端数量较少时，AP占用信道的比率大，体现在下行业务流数据量高于上行业务流数据量，与现实应用中下载数据高于上行数据的情况相符；当客户端数量较多时，AP和客户端大约各占50％的信道，实现了上下行业务流对信道占用的均衡。

本发明实施例根据信道两端站点数量来调整业务流帧优先级的手段，实现了对基于CSMA/CA技术的两端站点对信道资源竞争能力的控制，针对不同场合应用，可灵活调整上下行流量的均衡算法，通过调整优先级提升概率，实现信道资源在两端站点之间按不同比例分配，提升客户应用体验。本发明的技术方案可以改善当前AP上下行流量不均衡的问题，提高网络效率，并且本发明实施例的技术方案利用了已有标准协议中规定的优先级机制，实现简单，不会造成副作用。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的业务流处理装置的结构示意图，该业务流处理装置可以设置在第一站点中，第一站点和第二站点分设在信道的两端。该装置具体包括：数量获取模块10、优先级调整模块20和发送模块30。其中，数量获取模块10用于获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；优先级调整模块20用于根据第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；发送模块30用于基于CSMA/CA技术在信道中调度发送调整后的业务流帧。

本实施例可以用于基于CSMA/CA技术的无线局域网中，用于处理信道两端站点之间传输的业务流。信道一端站点的数量影响了该端站点作为整体对信道竞争的能力，本实施例的技术方案通过调整优先级可以控制两端站点对信道的竞争能力，可以根据实际需要进行控制。本实施例中第一站点对业务流帧优先级的调整依据并不限于是第二站点的数量，第一站点还可以获取第一站点的数量，根据第一站点的数量调整业务流帧的优先级。或者，也可以同时获取第一站点和第二站点各自的数量，然后根据第一站点和第二站点各自的数量调整第一站点待发送的业务流帧的优先级。

在本实施例中，优先级调整模块20可以包括：数量判断单元21和优先级提高单元22。其中，数量判断单元21用于判断第二站点的数量是否大于或等于设定门限值；优先级提高单元22用于当判断出第二站点的数量大于或等于设定门限值时，将待发送的业务流帧的优先级提高。

上述技术方案尤其适用于包括AP和客户端的无线局域网架构中，第一站点为AP，第二站点为客户端。当AP判断出客户端的数量大于或等于设定门限值时，将待发送的业务流帧的优先级提高，以提高自身对信道竞争的能力，使上行和下行流量区域均衡。

实施例五

图5为本发明实施例五提供的业务流处理装置的结构示意图，本实施例与实施例四类似，且具体地，优先级调整模块20具体可以包括：数量识别单元23和优先级调整单元24。其中，数量识别单元23用于识别第二站点的数量；优先级调整单元24用于根据第二站点的数量调整待发送的部分业务流帧的优先级。

采用本实施例的技术方案，可以有效避免第一站点的竞争能力过度提升，避免其独占信道的问题出现。数量识别单元23和优先级调整单元24所实现的功能可以与数量判断单元21和优先级提高单元22实现的功能结合实现。

实施例六

图6为本发明实施例六提供的接入点的结构示意图，该接入点可以作为第一站点，包括本发明实施例提供的任意一种业务流处理装置1，且还包括第二站点数据库2和优先级设置模块3。其中，第二站点数据库2用于向数量获取模块10提供第二站点的数量，第二站点即客户端；优先级设置模块3，用于在优先级调整模块20调整优先级之前，根据业务流帧类型设置业务流帧的优先级。

上述优先级调整模块20和数量获取模块10又可合称为上下行流量均衡模块，通过将上下行流量均衡模块集成在已有的接入点设备中而实现本实施例的技术方案。在现有技术中，业务流帧优先级完全取决于待发送业务流帧的类型，本发明的上下行流量均衡模块在待发送业务流帧本身优先级的基础上，根据系统中客户端的数量，进一步调整优先级。使AP与客户端相比，即使业务流帧优先级相同，AP仍具有抢占信道的优势，从而达到上下行流量均衡的目的。

本发明实施例根据信道两端站点数量来调整业务流帧优先级的手段，实现了对基于CSMA/CA技术的两端站点对信道资源竞争能力的控制，针对不同场合应用，可灵活调整上下行流量的均衡算法，通过调整优先级提升概率，实现信道资源在两端站点之间按不同比例分配，提升客户应用体验。本发明的技术方案可以改善当前AP上下行流量不均衡的问题，提高网络效率，并且本发明实施例的技术方案利用了已有标准协议中规定的优先级机制，实现简单，不会造成副作用。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种业务流处理方法，其特征在于，包括：

第一站点获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；

所述第一站点根据所述第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；

所述第一站点基于载波侦听多路复用/冲突避免技术在所述信道中调度发送调整后的业务流帧。

2.根据权利要求1所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点根据所述第二站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级包括：

当所述第一站点判断所述第二站点的数量大于或等于设定门限值时，将待发送的业务流帧的优先级提高。

3.根据权利要求2所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点将待发送的业务流帧的优先级提高包括：

所述第一站点将待发送的业务流帧的优先级提高至大于原有优先级且小于原有优先级的上一级优先级。

4.根据权利要求2或3所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点将待发送的业务流帧的优先级提高包括：

所述第一站点将待发送的业务流帧的帧间隙和/或竞争窗口的数值减小。

5.根据权利要求1所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点根据所述第二站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级包括：

所述第一站点根据所述第二站点的数量调整待发送的部分业务流帧的优先级。

6.根据权利要求5所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点根据所述第二站点的数量调整待发送的部分业务流帧的优先级包括：

所述第一站点根据所述第二站点的数量N，每间隔N+1个待发送的业务流帧，调整N个待发送的业务流帧的优先级。

7.根据权利要求1所述的业务流处理方法，其特征在于，所述第一站点为接入点，所述第二站点为客户端，第一站点获取位于信道对端的第二站点的数量包括：所述接入点在本地查询客户端数据库，从而获取位于信道对端的客户端的数量。

8.一种业务流处理装置，其特征在于，所述装置设置在第一站点中，包括：

数量获取模块，用于获取位于信道对端的第二站点的数量和/或获取第一站点的数量；

优先级调整模块，用于根据所述第二站点的数量和/或第一站点的数量调整待发送的业务流帧的优先级；

发送模块，用于基于载波侦听多路复用/冲突避免技术在所述信道中调度发送调整后的业务流帧。

9.根据权利要求8所述的业务流处理装置，其特征在于，所述优先级调整模块包括：

数量判断单元，用于判断所述第二站点的数量是否大于或等于设定门限值；

优先级提高单元，用于当判断出所述第二站点的数量大于或等于设定门限值时，将待发送的业务流帧的优先级提高。

10.根据权利要求8所述的业务流处理装置，其特征在于，所述优先级调整模块包括：

数量识别单元，用于识别所述第二站点的数量；

优先级调整单元，用于根据所述第二站点的数量调整待发送的部分业务流帧的优先级。

11.一种包括权利要求8～10任一所述业务流处理装置的接入点，所述接入点作为所述第一站点，其特征在于，所述接入点还包括：

第二站点数据库，用于向所述数量获取模块提供所述第二站点的数量；

优先级设置模块，用于在所述优先级调整模块调整优先级之前，根据业务流帧类型设置所述业务流帧的优先级。

Images