CN101917345A - 无线局域网中的流量控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线局域网中的流量控制方法及设备，该方法应用于下挂多个无线终端的接入点AP，包括：接入点根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文。本发明提高了无线局域网络的信道使用效率。

Description

无线局域网中的流量控制方法及设备

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线局域网中的流量控制方法及设备。

背景技术

WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)提供了一种局域网的无线连接服务，能在较小的范围内提供高速的无线数据接入，是目前一种被广泛采用的无线接入方式。AP(Access Point，接入点)是无线局域网的一个重要组成设备，是一个无线收发设备：将从有线网络(例如Internet)接收到的数据转换成无线信号发送，将接收到的无线信号转换成数据并转发到有线网络。

根据WLAN协议定义，在2.4GHZ频段只有三个不冲突的信道可以同时使用，例如1、6和11，其中每一个信道能够承载的性能最多就是20Mbps。在密集接入的WLAN网络中，需要安装大量的AP设备才能满足众多的无线终端用户的网络需求，这样也就造成了在一个信道中存在大量的WLAN设备，所有的这些WLAN设备将共分该信道的20Mbps性能。

在AP下挂的众多无线客户端中，可能会出现部分的无线客户端距离AP设备比较远(也就是AP和无线客户端之间的可见信号比较差)，为了保证数据的有效到达，这些无线客户端可能会采用比较低的发送速率进行数据发送。例如，802.11g协议可以支持的最大物理发送速率为54Mbps，但是当距离比较远、信号比较差或者环境比较差的情况下，无线客户端可能会选择低速率11Mbps甚至1Mbps进行数据发送。

由于任何一台无线客户端都可能大量地消耗信道性能，例如BT下载、迅雷下载等，为了保证整个WLAN网络能够提供稳定的接入服务，现有技术中提供一种流量控制方式，针对接入用户进行流量限速，控制每一个无线终端不能超过指定的流量。例如可以设置每一个无线接入用户的最高流量为2Mbps，也就是说如果无线终端的流量超过2Mbps，AP设备会将超过的数据直接丢弃。现有技术中提供另一种流量控制方式，设置一个空口支持的流量，例如15Mbps，当该空口上有一个无线终端时，该终端可以独享该15Mbps带宽；但是当该空口上有5个无线终端的时候，每一个无线终端最多使用3Mbps带宽。

但是，如果有信号比较差的无线终端传输大量的数据，该无线终端会大量的消耗信道性能，不利于其他信号比较好的无线终端的信道使用，信道使用效率低。

发明内容

本发明提供了一种无线局域网中的流量控制方法及设备，提高了无线局域网络的信道使用效率。

本发明提供了一种无线局域网中的流量控制方法，应用于下挂多个无线终端的接入点AP，包括：

接入点根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；

所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文。

所述接入点根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别之前，还包括：

所述接入点将向无线终端发送的报文缓存到所述无线终端的缓存队列。

所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文包括：

所述接入点根据当前无线终端的流量发送级别查找对应的发送报文数N，发送当前无线终端的缓存阵列中缓存的N个报文，不同流量发送级别对应不同的发送报文数N。

所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文包括：

所述接入点为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；

所述接入点根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，若该比特位标识允许发送报文，则向所述当前无线终端发送缓存阵列中存储的报文，识别下一流量发送级别的无线终端的所述当前比特位；若该比特位标识不发送报文，则直接识别下一流量发送级别的无线终端的所述当前比特位；在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识。

所述无线终端的工作状态包括下述一种或多种：

发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

每一无线终端具有多个缓存队列，分别缓存该无线终端的不同优先级的报文。

本发明提供了一种接入点，包括：

接收单元，用于接收向无线终端发送的报文；

级别确定单元，用于根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；

发送单元，与所述级别确定单元连接，用于根据无线终端的流量发送级别发送在缓存阵列中缓存的报文。

还包括：

缓存单元，与所述接收单元和发送单元连接，用于将向无线终端发送的报文缓存到所述无线终端的缓存队列。

所述发送单元包括：

查找子单元，用于根据无线终端的流量发送级别循环查找无线终端的缓存阵列对应的发送报文数N，

发送子单元，与所述查找子单元连接，用于根据所述查找子单元查找到的发送报文数N发送无线终端的缓存阵列中缓存的N个报文。

所述发送单元包括：

标识子单元，用于为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；

识别子单元，与所述标识子单元连接，用于根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，并在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识；

发送子单元，与所述识别子单元连接，用于当所述识别子单元识别比特位标识允许发送报文时，向无线终端发送该无线终端缓存阵列中存储的报文。

所述无线终端的工作状态包括下述一种或多种：

发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

每一无线终端具有多个缓存队列，分别缓存该无线终端的不同优先级的报文。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

接入点根据无线终端的流量发送级别进行流量发送，避免信号比较差的无线终端传输大量数据导致大量消耗信道性能，提高无线局域网络稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的无线局域网中的流量控制方法流程示意图；

图2～5是本发明提供的接入点的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种无线局域网中的流量控制方法，应用于下挂多个无线终端的接入点AP，AP将向无线终端发送的报文缓存到无线终端的缓存队列，并根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别，然后根据无线终端的流量发送级别发送在缓存阵列中缓存的报文。

本发明提供的无线局域网中的流量控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101，AP接收网络侧向无线终端发送的流量，将该流量缓存到无线终端对应的缓存阵列。

当AP从网络中接收到需要向无线终端发送的数据后，不是直接向空口发送而是先缓存到终端自己的缓存队列中。在实际应用中可以根据实际情况为每一个无线终端设计一个或者多个缓存队列，例如可以设计多个队列，实现对于不同的优先级的报文分类缓存。缓存队列的大小可以根据设备的内存情况或者实际应用的经验数据定义，例如每一个缓存队列最大缓存128个报文，而所有的无线终端的总的缓存报文最大为1024个。优选的，AP在缓存阵列中存储报文时根据配置的顺序依次存储，若当前存储位置为最后一位，则下一存储位置即为初始位置，假定一无线终端的缓存阵列为16bit，AP初始存储报文在缓存阵列的1-10bit，下一报文应当存储在11bit，依次向后存储，存储到第16bit后再从第1bit继续循环存储。

步骤102，AP动态评估无线终端的流量发送级别。

具体的，AP动态评估无线终端的流量发送级别时，所使用的参数包括下述一种或多种：发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

无线WLAN局域网络中的数据传输不像普通的LAN网络中的数据传输，所有的报文都使用相同的速率进行发送。任何一个WLAN的设备实体都会支持一套发送速率集，在需要发送数据的时候根据实际的评估选择一个速率进行数据发送，例如802.11b支持1、2、5.5和11Mbps速率。

需要说明的是，本发明实施例中并不限制分析一个无线终端的工作状态时所需要的工作参数。AP根据无线终端的工作状态定义出该客户端流量的发送级别，然后根据该发送级别对无线客户端的报文发送进行控制和整形。下面以AP根据无线终端的发送速率确定无线终端的流量发送级别为例进行说，需要说明该方式仅作为一种具体实现，而不限制本发明提供的操作方式：

AP为无线客户端定义1-16个发送级别，分别从1到16，其中16代表最高的发送级别(这里定义为满发送级别)，其他的级别都相对于级别16产生，例如，当级别16的终端发送16个报文时，级别14的终端仅能发送14个报文，而级别10的终端只能发送10个报文；

AP借鉴速率选择算法的计算机制，定期的评估无线终端的数据发送速率，并根据该发送速率获取“流量发送级别”，例如无线客户端始终以54Mbps速率进行数据发送则定义发送级别为16；而无线客户端平均使用36Mbps速率进行发送可以定义法级别为12；而如果无线客户端信号不好或者工作状态不好时，可能总是以低于11Mbps速率发送，则可以定义发送级别为4。

步骤103，根据发送级别完成无线终端数据发送控制。

具体的，AP控制不同流量发送级别的无线终端在一段时间内发送报文的流量大小不同，例如级别高的无线终端发送的报文的流量大，级别低的无线终端发送的报文的流量小。实现该效果的方式可以根据实际需要灵活确定，例如可以预先定义每一级别对应的流量值，然后根据级别大小依次发送对应无线终端的报文。AP还可以为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；AP根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，若该比特位标识允许发送报文，则向当前无线终端发送缓存阵列中存储的报文，识别下一流量发送级别的无线终端的该当前比特位；若该比特位标识不发送报文，则直接识别下一流量发送级别的无线终端的该当前比特位；在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识。

为了清楚地说明本发明提供的无线局域网中的流量控制方法，下面给出了一套具体的控制实现方式，但是，本发明提供的并不仅仅局限于下面的实现方式。

首先，AP为每一个无线终端的缓存阵列中分配一个16bits的标示，每一个bit位表示当前情况下该无线客户端是否可以发送指定的报文(例如指定数量的报文)。

其次，AP定期对所有的无线终端进行流量发送级别评估，然后根据无线终端的流量发送级别评估结果设置无线终端的报文发送标识。例如，AP根据无线终端的流量发送级别评估结果对无线终端的标示进行染色，假定级别16的无线客户端所有的16个bit位全部染色，而级别14的无线客户端的第8和第16个标示不染色其他bit位全部染色，级别4的无线客户端只有1、5、9和13bit位进行染色。

最后，在AP向无线终端发送报文的时候，优先按照无线终端的流量发送级别(由高到低)进行循环，然后按照标示位进行循环进行数据发送。具体的，AP设置全局信息记录tmpbit当前处理的bit位，初始化可以为1；循环所有的无线终端，对于每一个无线终端，仅判断tmpbit指定的bit位，如果该bit位已经染色而且该无线终端的缓存阵列中存储有该无线终端的数据，则将该无线终端的数据进行发送，然后继续下一个无线终端的处理；否则直接进入下一个无线终端的处理；当所有的终端循环处理完成后，对tmpbit进行移动，如果tmpbit已经为16则设置tmpbit为1，否则tmpbit＝tmpbit+1。需要说明的是，在AP向无线终端发送报文的时候，还可以根据实际需要灵活调整按照无线终端的流量发送级别发送报文的顺序，例如可以按照无线终端的流量发送级别由低到高的顺序循环发送报文。

通过本发明提供的方法，AP将向无线终端发送的报文缓存到无线终端的缓存队列，根据无线终端的流量发送级别控制流量发送，避免了信号比较差的无线终端传输大量数据导致大量消耗信道性能，提高了无线局域网络稳定性。

本发明提供了一种接入点，如图2所示，包括：

接收单元11，用于接收向无线终端发送的报文；

级别确定单元13，用于根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；

发送单元14，与所述级别确定单元13连接，用于根据无线终端的流量发送级别发送在缓存阵列中缓存的报文。

如图3所示，该接入点还包括缓存单元12，与所述接收单元11连接，用于将向无线终端发送的报文缓存到无线终端的缓存队列。

如图4所示，所述发送单元包括：

查找子单元141，用于根据无线终端的流量发送级别循环查找无线终端的缓存阵列对应的发送报文数N，

发送子单元142，与所述查找子单元141连接，用于根据所述查找子单元查找到的发送报文数N发送无线终端的缓存阵列中缓存的N个报文。

或者如图5所示，所述发送单元14包括：

标识子单元143，用于为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；

识别子单元144，与所述标识子单元143连接，用于根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，并在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识；

发送子单元145，与所述识别子单元144连接，用于当所述识别子单元144识别比特位标识允许发送报文时，向无线终端发送该无线终端缓存阵列中存储的报文。

所述无线终端的工作状态包括下述一种或多种：发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

每一无线终端具有多个缓存队列，分别缓存该无线终端的不同优先级的报文。

本发明中，接入点将向无线终端发送的报文缓存到无线终端的缓存队列，根据无线终端的流量发送级别进行流量发送，从而避免信号比较差的无线终端传输大量数据导致大量消耗信道性能，提高无线局域网络稳定性。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种无线局域网中的流量控制方法，应用于下挂多个无线终端的接入点AP，其特征在于，包括：

接入点根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；

所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入点根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别之前，还包括：

所述接入点将向无线终端发送的报文缓存到所述无线终端的缓存队列。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文包括：

所述接入点根据当前无线终端的流量发送级别查找对应的发送报文数N，发送当前无线终端的缓存阵列中缓存的N个报文，不同流量发送级别对应不同的发送报文数N。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接入点根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文包括：

所述接入点为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；

所述接入点根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，若该比特位标识允许发送报文，则向所述当前无线终端发送缓存阵列中存储的报文，识别下一流量发送级别的无线终端的所述当前比特位；若该比特位标识不发送报文，则直接识别下一流量发送级别的无线终端的所述当前比特位；在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线终端的工作状态包括下述一种或多种：

发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

6.如权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，每一无线终端具有多个缓存队列，分别缓存该无线终端的不同优先级的报文。

7.一种接入点，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收向无线终端发送的报文；

级别确定单元，用于根据无线终端的工作状态确定无线终端的流量发送级别；

发送单元，与所述级别确定单元连接，用于根据无线终端的流量发送级别向无线终端发送报文。

8.如权利要求7所述的接入点，其特征在于，还包括：

缓存单元，与所述接收单元和发送单元连接，用于将向无线终端发送的报文缓存到所述无线终端的缓存队列。

9.如权利要求8所述的接入点，其特征在于，所述发送单元包括：

查找子单元，用于根据无线终端的流量发送级别循环查找无线终端的缓存阵列对应的发送报文数N，

发送子单元，与所述查找子单元连接，用于根据所述查找子单元查找到的发送报文数N发送无线终端的缓存阵列中缓存的N个报文。

10.如权利要求8所述的接入点，其特征在于，所述发送单元包括：

标识子单元，用于为无线终端的缓存阵列分配预定比特的报文发送标识；

识别子单元，与所述标识子单元连接，用于根据流量发送级别循环识别每一无线终端的当前比特位的报文发送标识，并在识别所有无线终端当前比特位的报文发送标识后，根据流量发送级别循环识别每一无线终端的下一比特位的报文发送标识；

发送子单元，与所述识别子单元连接，用于当所述识别子单元识别比特位标识允许发送报文时，向无线终端发送该无线终端缓存阵列中存储的报文。

11.如权利要求7所述的接入点，其特征在于，所述无线终端的工作状态包括下述一种或多种：

发送速率、信号强度、发送的报文的历史重传情况、发送报文的丢包情况。

12.如权利要求8-10任一项所述的接入点，其特征在于，每一无线终端具有多个缓存队列，分别缓存该无线终端的不同优先级的报文。

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