CN102158985A

CN102158985A - 协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备

Info

Publication number: CN102158985A
Application number: CN2011101281846A
Authority: CN
Inventors: 俞培源
Original assignee: Fujian Star Net Communication Co Ltd
Current assignee: Ruijie Networks Co Ltd
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-05-16
Also published as: CN102158985B

Abstract

本发明公开了一种协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备。其中方法包括：AP探测当前WLAN是否同时存在支持不同版本无线局域网标准的第一站点和第二站点；所述第二站点所支持的无线局域网标准的版本高于第一站点；在探测结果为是时，判断WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点；若存在，AP根据所述第一站点的活动的程度，对各第一站点的数据传输进行抑制；若不存在，AP在向第二站点传输数据前停止发送CTS报文或者通告第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。本发明提高了同时存在支持较高版本协议的站点以及较低版本的站点的混合无线局域网的整体性能。

Description

协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备。

背景技术

无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)是使用无线通信技术将计算机设备互联，构成可以互相通信和资源共享的局域网络。WLAN具有构建灵活、接入方便、支持多种终端接入、终端移动灵活等特点。

无线局域网络包括支持无线标准的站点(Station，STA)和接入点(Access Point，AP)，其中STA包括WI-FI(Wireless Fidelity)手机、笔记本电脑，插了无线网卡的桌面电脑等。AP为STA提供无线接入服务，其他功能类似传统有线网络中的以太网交换机。

现有的无线局域网的标准包括：IEEE802.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11g等，其中，无线网络802.11b标准是1999年推出，最大仅支持11Mbps(M bits per second)的数据传输速率，802.11g标准作为802.11b的升级版本，最大能够支持54Mbps的数据传输速率，同时802.11g还具有向下兼容的特点，兼容802.11b的STA，因此802.11g或更高速率的802.11n的AP在提供无线网络服务时，由于其自身标准具备向下兼容的特点，也能够为接入802.11b的站点提供接入服务。

在STA需要使用AP提供的无线网络服务时，需要遵循一定的无线标准如802.11b、802.11g等，根据该标准所提供的方法进行接入，不同的标准对应不同的调制方式，新的标准如802.11g和802.11n可以兼容老的标准，但老的标准无法兼容新的标准，也就是说仅支持老标准的站点无法识别支持新标准的站点或接入点发出来的信号。

在这种情况下，如果在一个既有支持新的标准的802.11g或802.11n的站点，又有仅支持老的标准的例如802.11b的无线局域网(以下为了简便，称呼此类无线局域网为混合无线局域网)中，某个站点或接入点通过遵循802.11g的标准来使用无线网络资源(如信道)时，如果其他支持老标准的站点如802.11b站点碰巧也在使用同样的信道，而802.11b站点又无法识别802.11g站点或接入点发出来的信号，则会造成信道使用冲突，错误的数据包频繁产生，降低了整个无线网络的性能。

为了解决这种冲突，现有技术提供了一种协调机制，在支持802.11g标准的AP中，使用一种叫CTS(清除发送，Clear to Send)/RTS(请求发送，Request to Send)或者CTS-to-self的保护机制，来协调支持802.11g和802.11b标准的站点资源使用。具体原理是：AP在准备发送数据前(如果是CTS/RTS机制，需要传输数据的STA会首先向AP发送RTS报文)，先采用802.11b站点能够识别的方式，发送CTS报文，告知周围的802.11b站点其即将进行数据传输，请802.11b站点先静默一段时间。这段时间的长度值在CTS报文的duration字段中给出。

802.11b的站点根据得到的CTS中的duration的数值来修正自己的静默时间，并在该时间倒数到0之前，都会进行等待，以免和正在发送的802.11g的数据发生占道冲突。

在上述混合无线局域网中，由于802.11b属于将要被淘汰的技术，速率低且使用者很少，现有的这种保护机制，为了避免少数802.11b的站点与多数802.11g站点之间信道冲突的问题，AP和站点之间，需要在每次发送数据前，都需要发送RTS/CTS报文或者单发送CTS报文(CTS-to-self保护机制下的一种特殊的CTS报文，该报文的接收者是发送者自己)这样的管理报文，大量的管理报文会造成网络资源和时间开销，影响了整个网络的传输效率和吞吐量，降低了网络性能，并且，频繁地与802.11b站点之间进行低速传输，也会影响无线局域网的整体性能。

发明内容

本发明实施例提供的一种协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备，用以提高同时存在支持较高版本协议的站点以及较低版本的站点的混合无线局域网的整体性能。

本发明实施例提供的一种协调混合无线局域网中数据传输的方法，包括：

接入点AP探测当前无线局域网WLAN是否同时存在支持不同版本无线局域网标准的第一站点和第二站点；所述第二站点所支持的无线局域网标准的版本高于第一站点所支持的无线局域网标准的版本；以及

在探测结果为是时，判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点；

若存在，所述AP根据所述第一站点的活动的程度，对各第一站点的数据传输进行抑制；

若不存在，则所述AP在向第二站点传输数据前停止发送CTS报文或者通告所述第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

本发明实施例提供的一种协调混合无线局域网中数据传输的装置，包括：

探测模块，用于探测当前无线局域网WLAN是否同时存在支持不同版本无线局域网标准的第一站点和第二站点；所述第二站点所支持的无线局域网标准的版本高于第一站点所支持的无线局域网标准的版本；

判断模块，用于在探测结果为是时，判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点；

协调模块，用于在所述判断模块判断结果为存在时，根据所述第一站点的活动的程度，对各第一站点的数据传输进行抑制；以及在所述判断模块判断结果为不存在时，在向第二站点传输数据前停止发送CTS报文或者通告所述第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

本发明实施例提供的接入点设备，包括本发明实施例提供的上述协调混合无线局域网中数据传输的装置。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的方法、装置和设备，AP在探测到该WLAN同时包含支持不同版本的无线局域网标准的STA时，根据WLAN中的支持低版本标准的第一站点的状态，进行数据传输的协调，即在第一站点处于活动状态时，根据其活动的程度，动态抑制该WLAN中第一站点传输数据的时间，以及在WLAN中各第一站点都处于不活动状态时，则通过停止发送CTS报文或者通告第二站点在传输数据前停止发送RTS报文来节约发送此类管理报文的资源；本发明实施例能够根据第一站点的状态，合理地对第一站点的传输进行抑制，以达到提高WLAN的整体性能的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的实例中的WLAN的连接示意图；

图3为本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置一个具体实例的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种协调混合无线局域网中传输的方法、装置和接入点设备的具体实施方式进行详细地说明。

本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的方法，如图1所示，包括如下几个步骤：

S101、AP探测当前WLAN中是否同时存在支持不同版本无线局域网标准的第一站点和第二站点；在探测结果为是时，执行下述步骤S102；否则执行下述步骤S105；

S102、AP判断该WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点；若是，执行下述步骤S103；若否，执行下述步骤S104；

S103、根据第一站点的活动的程度，对各第一站点的数据传输进行抑制；

S104、在向第二站点传输数据前停止发送CTS报文或者通告第二站点在传输数据前停止发送RTS报文；

S105、结束流程。

本发明实施例中，为了区分，将WLAN中支持较低版本无线局域网标准的站点称呼为第一站点，将WLAN中支持较高版本无线局域网标准的站点称呼为第二站点。例如第一站点为支持802.11b协议的站点，第一站点为支持802.11g/802.11n协议的站点等等。

下面对上述各步骤进行详细的说明。

本发明实施例中，为了利于AP进行判断，AP在探知到该WLAN中有第一站点接入时，至少确定并记录下面三项信息：

该第一站点当前活动频度为零持续的时间(inactive-timeout)、该第一站点当前的活动频度(traffic-stat)和当前对应的状态(status)。

其中，活动频度的参数的含义及该站点每秒钟的数据吞吐量，例如某个站点的当前每秒钟的数据吞吐量为100pps，该站点当前的活动频度traffic-stat＝100pps。

所确定并记录的第一站点对应的状态，包括两种：活动状态和不活动状态；

具体来说，第一站点活动频度大于零(其活动频度为零持续的时间必然也为零)或者活动频度等于零且当前活动频度为零的持续时间小于设定的第一阈值时，可确定该第一站点为活动状态；

第一站点活动频度等于零且当前活动频度为零的持续时间大于等于设定的第一阈值时，可确定该第一站点为不活动状态。

在本发明实施例中，还可根据第一站点的活动频度的大小，进一步地将其对应的状态划分为：第一活动状态和第二活动状态；

第一活动状态就是指第一站点活动频度大于零且小于第二阈值的活动状态；

第二活动状态就是指第一站点活动频度大于第二阈值的活动状态。

第一活动状态表征该第一站点活动的程度较低，第二活动状态表征该第二站点的活动的程度较高。

较佳地，上述步骤S103中，也就是当前WLAN中存在状态为活动状态的第一站点的情况下，还需要进一步地判断当前WLAN中各第一站点是处于第一状态还是第二活动状态；

在判断出该WLAN中第一站点的活动状态均为第一活动状态时，可以通过调整CTS报文中的duration字段等于第一数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；

在判断出该WLAN中不是所有第一站点的活动状态均为第一活动状态(也即存在活动状态为第二活动状态的第一站点)时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第二数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；

上述第一数值和第二数值均大于零，且第二数值大于第一数值。

在上述步骤S103的两种情况，AP在向第二站点传输数据之前，还需要按照现有协调机制那样，向WLAN中广播CTS报文，不同之处在于，根据当前支持较低版本的无线局域网标准的第一站点的具体活动程度(处于第一活动状态还是第二活动状态)，调节CTS报文中的duration字段的值，在第一站点活动频度越来越高的时候，为了提高WLAN的整体网络性能，需要进一步地抑制第一站点传输数据的时间，换言之，AP发送的CTS报文中的duration字段的值也越来越大，各第一站点静默的时间也相应地越来越长。

在上述步骤S104中，如果AP判断当前WLAN中不存在状态为活动状态的第一站点时(各第一站点可能离开了该AP的覆盖范围或者关机等)，这时候，为了避免发送CTS等管理报文对系统资源的占用，针对使用CTS-to-self保护机制的情况，AP可以采用在发送数据前停止发送CTS报文的方式，避免现有CTS-to-self保护机制中，AP需要在每次传输数据之前都需要发送CTS报文对WLAN整体性能的影响。

针对使用RTS/CTS保护机制的情况，AP可以通过发送duration字段等于零的CTS报文来通告第二站点在传输数据前停止发送RTS报文，第二站点在接收到这样的CTS报文后，知晓当前WLAN中没有处于活动状态的第一站点，因此可直接传输数据，而不用在每次传输数据前，发送RTS报文，AP也不用再相应地回复CTS报文，避免了现有RTS/CTS机制中AP和第二站点之间发送管理报文对WLAN整体性能的影响。

为了更好地说明本发明实施例提供的上述协调混合无线局域网中数据传输的方法，下面以一个简单的实例进行说明。

该实例的WLAN的连接示意图如图2所示，该WLAN中，STA1和STA3是支持802.11g的站点，STA2是支持802.11b的站点。

第一个阶段，STA2接入该WLAN时，AP探知网络中有802.11b的STA2接入，于是维护一个关于STA2的数据信息，记录该站点当前活动频度为零的连续时间inactive-timeout＝0，以及该客户端的活动频度traffic-stat＝100pps，以及当前的状态status＝active(活动状态)。

因为当前STA2的状态为active，且每秒的活动频度为100pps，该STA2的状态为活动频度比较低的第一活动状态，故AP在和支持802.11g的STA3传输数据报文前，先发一个CTS报文，该CTS报文的duration字段的值置为100ms。此时STA2知道它要静默100ms时间以便AP完成和STA3的通信，此阶段对STA2的传输的压制的程度较轻。

第二阶段，STA2的活动频度变大，进入了第二活动状态，此时，如果不对STA2的数据传输进行抑制(因为其是低速站点，会影响WLAN的整体性能)，AP将消耗较多的时间和资源来完成与STA2之间的数据传输，影响WLAN的整体性能。因此，在这个阶段，AP在和802.11g设备例如STA3通信之前，发出的CTS报文中的duration字段的值已经改为200ms，此时STA2知道它需要在AP和STA3传输数据时，静默200ms的时间，较长的静默时间压制了STA2的数据传输。

第三阶段，STA2离开了AP覆盖范围或者关机，它的traffic-stat终于降到零值，此时inactive-timeout开始计数，当它连续计数到300秒(系统预先配置的门限值)时，若其traffic-stat还是持续为零，此时，系统认为STA2的状态发生了变化变为不活动状态，故STA2的状态被置为inactive。这时，AP认为该WLAN中不再有处于活动状态的802.11b的站点，因此，可以在与STA1和STA3传输数据之前，不必再发送CTS报文，节约了发送CTS报文的开销。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了协调混合无线局域网中数据传输的装置和接入点设备，由于该装置和设备所解决问题的原理与前述协调混合无线局域网中数据传输的方法相似，因此该装置和设备的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置，如图3所示，包括：

探测模块301，用于探测当前无线局域网WLAN是否同时存在支持不同版本无线局域网标准的第一站点和第二站点；该第二站点所支持的无线局域网标准的版本高于第一站点所支持的无线局域网标准的版本；

判断模块302，用于在探测结果为是时，判断该WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点；

协调模块303，用于在判断模块302判断结果为存在时，根据第一站点的活动状态，对各第一站点的数据传输进行抑制；以及在判断模块302判断结果为不存在时，在向第二站点传输数据前停止发送CTS报文或者通告第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

进一步地，本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置，如图3所示，还可以包括：存储模块304；

存储模块304，用于在探测模块301探知WLAN中有第一站点接入时，确定并记录该第一站点当前活动频度为零的持续时间、该第一站点当前的活动频度和对应的状态。第一站点对应的状态包括：活动状态和不活动状态；

判断模块302，用于根据存储模块304所记录的各个第一站点的状态，判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点。

进一步地，上述存储模块304，还用于判断所记录的第一站点的活动频度大于零或者活动频度等于零且当前活动频度为零的持续时间小于设定的第一阈值时，确定该第一站点为活动状态；反之，确定为不活动状态。

更进一步地，上述存储模块304，还用于第一站点为活动状态且活动频度大于零且小于第二阈值时，确定第一站点为第一活动状态；第一站点为活动状态且活动频度大于第二阈值时，确定所述第一站点为第二活动状态。

相应地，上述协调模块303，具体用于在判断出WLAN中第一站点的活动状态均为第一活动状态时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第一数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；以及在判断出WLAN中存在活动状态为第二活动状态的第一站点时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第二数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；其中，第一数值和第二数值均大于零，且第二数值大于第一数值。

上述协调模块303，还具体用于通过发送duration字段等于零的CTS报文通知各第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置，在具体实施时，可不限于使用上述划分的模块来实现，如图4所示，该装置在一个具体的实例中，可以由监视&收集模块、802.11b站点数据库管理模块、分析模块、参数管理模块和802.11协议栈模块等组成。

其中，监视和收集模块主要负责采集802.11b站点的信息，包含活动停止时间(inactive-timee)，活动频度(traffic-stat)，并以数据块(data)的形式传递给802.11b站点数据库管理模块。

802.11b站点数据库管理模块管理802.11b站点的相关数据，并提供数据库增删改查服务。

分析模块主要针对数据库中的数据进行行为分析，同时结合参数管理模块中设定的参数如inactiver-timer门限值，来判断是否触发对应的动作(例如是否发送CTS报文，CTS报文中的duration是否需要修改)。

参数管理模块提供系统预设的各种参数的设置、查找和修改的操作。

802.11g协议栈模块，根据分析模块的判断，执行相应的报文发送行为。

从上述实例可以看出，上述探测模块301的功能可使用该实例中的监视和收集模块来实现。

上述判断模块302的功能可使用该实例中的分析模块和数据库管理模块的功能来实现；

上述协调模块303的功能可使用该实例中分析模块和802.11协议栈模块的功能来实现；

上述存储模块304的功能可使用该实例中的802.11b站点数据库管理模块的功能来实现。

当然，本发明实施例提供的协调混合无线局域网中数据传输的装置，并不限于上述具体的结构，能够实现上述协调混合无线局域网中数据传输的功能的任何具体结构都在本发明的保护范围之内。

本发明实施例还提供了一种接入点设备，该接入点设备中包括本发明实施例提供的上述协调混合无线局域网中数据传输的装置。

在本发明实施例提供的接入点设备中，上述协调混合无线局域网中数据传输的装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现，例如使用专用集成电路或其他硬件等同物来实现，或者采用软件的方式存储于存储器中并由处理器执行，以实现上述各种功能。较佳地，在该接入点设备中，上述协调混合无线局域网中数据传输的装置，可与数据传输如报文收发部分连接，通过其达到协调数据传输的功能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种协调混合无线局域网中数据传输的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述AP在探知所述WLAN中有第一站点接入时，确定并记录该第一站点当前活动频度为零的持续时间、该第一站点当前的活动频度和对应的状态；所述状态包括：活动状态和不活动状态；

判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点，包括：

根据所记录的各个第一站点的状态，判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定第一站点当前状态对应的状态，具体包括：

在判断所记录的第一站点的活动频度大于零或者活动频度等于零且当前活动频度为零的持续时间小于设定的第一阈值时，确定该第一站点为活动状态；反之，确定为不活动状态。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述活动状态，进一步包括：第一活动状态和第二活动状态，所述第一活动状态为第一站点活动频度大于零且小于第二阈值的活动状态；所述第二活动状态为第一站点活动频度大于第二阈值的活动状态。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一站点的活动程度，对各第一站点的数据传输进行抑制，包括：

在判断出所述WLAN中第一站点的活动状态均为第一活动状态时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第一数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；

在判断出所述WLAN中存在活动状态为第二活动状态的第一站点时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第二数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；

所述第一数值和第二数值均大于零，且第二数值大于第一数值。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述AP通告所述第二站点在传输数据前停止发送RTS报文，包括：

所述AP通过发送duration字段等于零的CTS报文通知各第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

7.一种协调混合无线局域网中数据传输的装置，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：存储模块；

所述存储模块，用于在所述探测模块探知所述WLAN中有第一站点接入时，确定并记录该第一站点当前活动频度为零的持续时间、该第一站点当前的活动频度和对应的状态；所述状态包括：活动状态和不活动状态；

所述判断模块，用于根据所述存储模块所记录的各个第一站点的状态，判断所述WLAN中是否存在当前状态为活动状态的第一站点。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述存储模块，还用于判断所记录的第一站点的活动频度大于零或者活动频度等于零且当前活动频度为零的持续时间小于设定的第一阈值时，确定该第一站点为活动状态；反之，确定为不活动状态。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，其特征在于，所述存储模块，还用于第一站点为活动状态且活动频度大于零且小于第二阈值时，确定所述第一站点为第一活动状态；第一站点为活动状态且活动频度大于第二阈值时，确定所述第一站点为第二活动状态。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述协调模块，具体用于在判断出所述WLAN中第一站点的活动状态均为第一活动状态时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第一数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；以及在判断出所述WLAN中存在活动状态为第二活动状态的第一站点时，通过调整CTS报文中的duration字段等于第二数值来对各第一站点的数据传输进行抑制；所述第一数值和第二数值均大于零，且第二数值大于第一数值。

12.如权利要求7-11任一项所述的装置，其特征在于，所述协调模块，具体用于通过发送duration字段等于零的CTS报文通知各第二站点在传输数据前停止发送RTS报文。

13.一种接入点设备，其特征在于，所述接入点设备包括如权利要求7-12任一项所述的协调混合无线局域网中数据传输的装置。