CN102413468B - 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 - Google Patents
一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102413468B CN102413468B CN201110360134.0A CN201110360134A CN102413468B CN 102413468 B CN102413468 B CN 102413468B CN 201110360134 A CN201110360134 A CN 201110360134A CN 102413468 B CN102413468 B CN 102413468B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sta
- association
- infrastructure bss
- network
- priority groups
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，包括：将每个站STA分别择一的归属到不同的优先级组中；对每个优先级组分别设定接入因子，在完成中控型基本服务集Infrastructure BSS网络扫描之后并进行认证或关联之前，根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。本发明在认证或关联过程之前，采用优先级组的方式对各个STA进行优先级归类，利用接入因子，调整每个优先级组中的STA进行认证或关联过程的概率，从而减少了大量STA同时要求接入Infrastructure BSS网络时的冲突，并且不会影响已加入Infrastructure BSS网络的STA进行数据发送，处于较高优先级组中的STA具有更大的认证或关联的概率。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络传输领域，特别涉及一种基于802.11的避免认证或关联过程中拥塞网络的方法。
背景技术
802.11(其商用推广品牌为Wi-Fi)是IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers，美国电气和电子工程师协会)制定的短距高速无线局域网标准。随着Internet(互联网)的快速发展，802.11目前得到了大规模的普及和发展，被广泛用于电脑、手机以及各种消费电子产品。802.11产品广泛使用2.4GHz和5GHz两个共享免费频段。
802.11有两种网络架构：一种是Independent BSS(Independent BasicService Set，独立基本服务集)架构，在此架构下，STA(Sta-tion，站，STA在WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)中一般为客户端，可以是装有无线网卡的计算机，也可以是有Wi-Fi模块的智能手机，可以是移动的，也可以是固定的，是无线局域网的最基本组成单元)通过Ad hoc(点对点模式)组网彼此之间进行通信；另一种是Infrastructure BSS(Infrastructure Basic Service Set，中控型基本服务集)架构，如图1所示，在此架构下，AP((Wireless)Access Point，(无线)访问接入点)控制各个STA，STA通过AP与外部网络或其他STA进行通信。
在Infrastructure BSS中，AP周期性的广播Beacon帧(信标帧)，Beacon帧中包含此Infrastructure BSS运行的基本参数，STA可通过Beacon帧获得Infrastructure BSS运行的参数信息。在Beacon帧中，有一个Beacon间隔域(Beacon Interval Field)，此域指示一个固定的广播Beacon帧的时间间隔参数“TBTT”，如图2所示，值得注意的是，由于802.11基于竞争的接入方式，在TBTT的时刻，信道可能处于忙的状态，AP不能获得信道，此时，AP将推后发送Beacon帧。
STA首先需要通过扫描过程发现周围的Infrastructure BSS网络，再通过关联过程，才能和AP建立连接，加入Infrastructure BSS网络。在关联过程中根据网络的需要，也伴有认证过程，此时需要通过认证过程和关联过程，才能和AP建立连接。
其中，扫描过程包括被动扫描和主动扫描两种方式：
被动扫描：STA在其所支持的信道上搜索AP发送的Beacon帧，并获得相应Infrastructure BSS的信息；
主动扫描：STA在其所支持的信道上发送Probe Request帧(探寻请求帧)，AP收到后，回应Probe Response帧，STA通过Probe Response帧(探寻响应帧)获得相应Infrastructure BSS的信息。
认证过程：802.11定义了两种认证机制：开放系统认证和共享密钥认证。如图3所示，STA发送Authentication Request帧(认证请求帧)给AP，AP回应Authentication Response帧(认证响应帧)给STA，以完成认证过程。
关联(Association)过程，参照图4：STA要加入某个AP控制的Infrastructure BSS，其必须通过如下关联过程加入此Infrastructure BSS：STA发送关联请求(Association Request)帧给AP，AP回应关联响应(AssociationResponse)帧给STA。
当STA关联入Infrastructure BSS后，使用DCF(Distributed CoordinationFunction，分布式协调功能)、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access，增强分布式协调访问)、PCF(Point Coordination Function，点协调功能)或者HCCA(Hybrid Coordination Function Controlled Channel Access，混合式协调功能控制信道访问)方式进行数据传输。
2011年IEEE 802.11工作组新成立一个802.11ah工作组，计划将802.11技术推广到小于1GHz的频段，由于频段降低，在相同的功率下802.11AP可以覆盖更远的距离，让更多的STA接入网络进行传输。802.11ah的一个应用场景是将其用于M2M(Machine to Machine communication，机器通信)设备，比如：用于智能电网。在这种场景下，一个AP下可能具有大量的802.11ah终端(STA)，如6000个；802.11ah的STA数据传输方式可能是周期性或者事件性触发的。
802.11ah之前的802.11系统主要是考虑H2H通信(Human to Humancommunication，人人通信)而设计的，并不适应上述M2M通信的接入和传输方式：首先，802.11ah之前的802.11系统中，一个AP下至多支持上百个STA，802.11ah AP考虑到几千个STA的接入和传输，需要在接入方式和传输方式上进行改进；其次，现有的802.11网络中，802.11STA业务的发送更多的由人进行触发，因此具有一定的随机性，大量STA同时接入和传输数据的可能性很小，但是对于802.11ah STA来说可能基于周期性或者事件性触发接入和传输数据，因此可能存在大量的STA同时接入和传输数据的时刻，无论使用现有的何种接入和传输方式，都会大大增加冲突的概率，造成802.11ah网络的拥塞。
虽然在M2M应用场景中，802.11ah网络可能更多的由行业用户进行部署，行业用户可以在应用层进行一定的设置来分散802.11STA的接入，但应用层的设置可能并不足够。另外，对于突发事件(比如断电后的突然加电)，大量STA可能不得不同时进行接入和数据传输，对于现有的接入和数据传输方式都是极大的考验。比如：
(1)当有大量STA同时认证或关联某个AP控制的Infrastructure BSS时，许多STA在发送认证或关联请求时会选择相同的回退时间，从而造成大量的冲突，AP在发送认证或关联响应时也可能与STA发送认证或关联请求相冲突，大大延缓了STA加入Infrastructure BSS的过程；
(2)如图5所示，尚未加入Infrastructure BSS的STA在进行认证或关联的同时，如果已加入Infrastructure BSS的STA在使用DCF机制发送数据，那么已加入Infrastructure BSS的STA可能会和未加入Infrastructure BSS的STA发生冲突，不但影响未加入Infrastructure BSS的STA的认证或关联，也影响已加入Infrastructure BSS的STA的数据发送。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，当大量STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联时，减小冲突概率，避免网络802.11网络的拥塞。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，所述方法包括：
将每个STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；
对每个优先级组分别设定接入因子；
在完成Infrastructure BSS网络扫描之后并进行认证或关联之前，根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
进一步，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联包括：所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
进一步：所述接入因子设置于[0，1]之间，所述随机数取值在[0，1]之间并呈均匀分布；
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括以下步骤：
步骤a1：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤a2，否则执行步骤a3；
步骤a2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤a3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a1；
或者，所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括以下步骤：
步骤b1：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤b2，否则执行步骤b3；
步骤b2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤b3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b1。
进一步：
优先级高的优先级组所设定的接入因子大于优先级低的优先级组所设定的接入因子；或者
优先级高的优先级组所设定的接入因子小于优先级低的优先级组所设定的接入因子。
进一步，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联包括：所述STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行InfrastructureBSS网络的认证或关联。
进一步：
所述接入因子设置逻辑值为0或1；
所述STA对其所属优先级组的接入因子进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括：
若该STA所属优先级组的接入因子为1，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
或者，所述STA对其所属优先级组的接入因子进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括：
若该STA所属优先级组的接入因子为0，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程。
进一步，所述等待时间在所述Infrastructure BSS网络的AP中进行设置，并通过Beacon帧在所述Infrastructure BSS中进行广播。
进一步，所述接入因子在所述Infrastructure BSS网络的AP中进行设置，并通过Beacon帧在所述Infrastructure BSS中进行广播。
进一步，若所述STA在认证或关联之前利用请求发送RTS帧预约信道，则在所述STA发送RTS帧之前，STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
进一步，若所述STA在认证或关联之前利用RTS帧预约信道，则在所述STA发送RTS帧之前，STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
进一步，所述的Infrastructure BSS网络扫描采用被动扫描的方式。
进一步，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联是在该STA中进行的。
进一步，所述方法还包括：
在所述STA确定进行Infrastructure BSS网络的关联后，向所述Infrastructure BSS网络的AP发送关联请求，并在所述关联请求中标明该STA所属的优先级组；
所述AP根据网络状况和该STA所属的优先级组，确定是否接受该STA的关联请求；
若所述AP接受该STA的关联请求，则向该STA发送关联成功的关联响应；
若网络拥塞，则所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求。
进一步，所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求，具体包括：
所述AP向该STA发送关联失败的关联响应，并在该关联失败的关联响应中给出关联响应指示时间，同时在该关联失败的关联响应中指明关联失败的原因；
该STA接收该关联失败的关联响应，并经过所述关联响应指示时间后再重新发起关联请求。
进一步，所述AP通过向该STA所发送的关联响应中的Status Code域来指明关联是否成功和关联失败的原因。
进一步，在完成STA的Infrastructure BSS网络关联后并进行信道竞争以传输数据之前，根据该STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否竞争信道。
从上述方案可以看出，本发明在认证或关联过程之前，对各个待进行Infrastructure BSS网络认证或关联的STA设定接入因子，根据接入因子调整各个STA进行认证或关联过程的概率，一方面减少了大量STA同时要求接入所述Infrastructure BSS网络时的冲突，避免STA加入Infrastructure BSS网络过程的延缓，另一方面保证了当大量STA要求接入所述InfrastructureBSS网络时，不会影响已加入Infrastructure BSS网络的STA进行数据发送，再一方面，优先级组的引入并通过对接入因子的设置和随机数的判断，保证了处于较高优先级组中的STA具有更大的进行认证或关联过程的概率，同时即使处于较低优先级组中的STA进行认证或关联过程的概率较小，但仍然能够进行认证或关联。由于接入因子的设定，本发明减小了认证或关联请求的冲突，以及待加入Infrastructure BSS网络的STA与已加入Infrastructure BSS网络的STA之间对信道占用的冲突。另外，根据网络状况，引入了新的AP拒绝STA的认证或关联请求机制，从而可以避免网络的长期拥塞。
本发明提供的方法中，优先级组可以设定仅为1组，此时，所有的STA均采用同一个接入因子，在不需要考虑某些STA需要优先接入网络的情况下，通过设定一个统一的接入因子就可以对STA的接入进行限制，从而避免由于大量STA同时进行Infrastructure BSS网络的认证或关联而导致网络拥塞。
本发明优选地采用被动扫描方式，从而防止了主动扫描方式下由于STA在不知道网络状态的情况下发送Probe Request帧而加重网络拥塞的情况的发生。
附图说明
图1为802.11的Infrastructure BSS架构示意图；
图2为Beacon帧间隔域所指示的时间间隔示意图；
图3为802.11中的认证过程示意图；
图4为802.11中的关联过程示意图；
图5为未加入Infrastructure BSS网络的STA和已加入Infrastructure BSS网络的STA发生冲突的示意图；
图6为本发明的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法示意图；
图7为使用本发明方法过程中AP和STA之间进行交互的流程示意图；
图8为本发明的一个实施例中根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联的步骤示意图；
图9为本发明的另一个实施例中根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联的步骤示意图；
图10为本发明中在关联过程中AP接受或拒绝STA关联申请的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图6、图7所示，本发明所提供的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，包括：
步骤1：将每个STA分别择一的归属到不同的优先级组中；
步骤2：对每个优先级组分别设定接入因子；在完成Infrastructure BSS网络扫描之后并进行认证或关联之前，根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
上述方法优选地用于被动扫描的方式，这样可以防止主动扫描方式下由于STA在不知道网络状态的情况下发送Probe Request帧而加重网络拥塞的情况的发生。但本方法仍然可以用于主动扫描方式。
上述步骤2中，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联可以通过如下手段实现：
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
更具体地，将其中的接入因子设置于[0，1]之间，随机数取值在[0，1]之间并呈均匀分布；
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，参见图8，具体包括以下步骤：
步骤a1：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤a2，否则执行步骤a3；
步骤a2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤a3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a1。
采用上述步骤时，优先级高的优先级组所设定的接入因子大于优先级低的优先级组所设定的接入因子。
除上述过程外，作为另一种具体事实例，所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，参见图9，还可以具体包括以下步骤：
步骤b1：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤b2，否则执行步骤b3；
步骤b2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤b3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b1。
采用上述另一种具体事实例的步骤时，优先级高的优先级组所设定的接入因子小于优先级低的优先级组所设定的接入因子。
上述步骤2中，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联还可以通过如下手段实现：
所述STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
其中，所述接入因子设置值为逻辑值0或1；
所述STA对其所属优先级组的接入因子进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，可以分别采用下述两种方式实现：
A.若该STA所属优先级组的接入因子为1，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程。
B.若该STA所属优先级组的接入因子为0，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程。
本发明的方法中，关于优先级组，可以设定为多组，也可以设定仅为1组。设定为仅为1组时，所有的待进行Infrastructure BSS网络认证或关联的STA均使用一个接入因子。此时，仅有1个优先级组，也等价于不进行优先级组的设定，Infrastructure BSS网络中没有优先级组的划分。此时，仅需要利用一个接入因子和等待时间对所有的STA进行Infrastructure BSS网络认证或关联的限制，保证同时进行Infrastructure BSS网络认证或关联的STA数量不会过多而引起网络拥塞。比如，设定统一的接入因子为0.2，要求所有的STA中产生随机数低于该接入因子0.2的STA才能够进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，这样同一时间内，所有的要求进行Infrastructure BSS网络认证或关联的STA中仅有可能20％的STA能够进行网络认证或关联，另外80％则需要等待下次随机数的产生，从而在同一时间内，将进行Infrastructure BSS网络认证或关联的STA的数量限制到了20％左右，从而避免全部STA同时进行Infrastructure BSS网络认证或关联而可能造成的网络拥塞。
本发明的方法中，涉及到接入因子和等待时间的设置。本发明优选地采用被动扫描的方式时，关于接入因子和等待时间来说在Infrastructure BSS网络的AP中进行设置更为方便，并且可以通过Beacon帧在所述InfrastructureBSS中进行广播，从而STA接收到Beacon帧时便可以获得所设定的接入因子和等待时间，当然也可以引入其他用于提供参数的帧比如管理帧或者控制帧，以向STA提供接入因子和等待时间。如果采用主动扫描的方式，则也可以通过AP的Probe Response帧向STA提供所设定的接入因子和等待时间。
需要注意的是，根据802.11标准，当采用上述产生随机数的方式使得STA可以发起认证或关联过程时，STA仍然需要竞争信道，即需要等待信道空闲IFS(Inter-frame Space，帧间隔)时间后，并在产生的一个随机回退(backoff)时间内仍然保证信道空闲，才能发送认证或关联请求。
另外，接入因子只是针对STA而言的，AP没有接入因子的限制；即AP发送认证或关联响应并不产生随机数去与任何接入因子进行比较。
再者，STA在发起认证或关联过程后，由于仍然会去竞争信道，因此可能出于冲突以及其他原因，没有认证或关联成功，此时STA需要重新发起认证或关联过程，则其需要重新产生随机数，并与接入因子进行比较。
考虑网络的利用情况：当网络比较空闲时，AP可以将所有优先级组的接入因子都设置为1，则此时所有的STA都平等的接入，没有优先级的区分；当网络利用率比较高时，AP可以设置较低的接入因子和较大的等待时间，以暂时限制STA的接入。
STA发送认证或关联请求，可能会先使用RTS(Request To Send，请求发送)预约信道后，再发送真正的认证或关联请求帧。当采用步骤a1～a3的方式或者步骤b1～b3的方式时，若所述STA在认证或关联之前利用请求发送RTS帧预约信道，则在STA发送第一个RTS帧前，其产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，并根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，如果比较成功(即通过前述的比较过程后，可以进行Infrastructure BSS网络的认证或关联)，则在后面发送认证或关联请求帧时不再与接入因子做比较。当采用接入因子设置值为逻辑值0或1的方式时，若所述STA在认证或关联之前利用RTS帧预约信道，则在所述STA发送RTS帧之前，STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
根据802.11标准，AP通过发送关联响应，并在关联响应的Status Code(状态代码)域中指示关联是否成功：如果接受了STA的关联请求，则StatusCode设为0；如果拒绝了STA的关联请求，也会在Status Code域中指示失败的原因，每一个Status code对应一个不同的原因，如下表所示：
其中，各个Status Code所代表的意思如下：
0：成功
17：关联被拒绝，因为AP无法处理新增关联的STA
18：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持BSSBasicRateSet(BSS基本速率设置)参数中的所有传输速率
19：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持短前导码选项
20：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持PBCC(Packet BinaryConvolutional Code，包二进制卷积)调制选项
21：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持机动信道转换选项
22：关联被拒绝，因为所请求的STA需要支持频谱管理能力
23：关联被拒绝，因为所请求的STA的功率能力元素信息不能被接受
24：关联被拒绝，因为所请求的STA的信道元素信息不能被接受
25：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持短时隙选项
26：关联被拒绝，因为所请求的STA不支持DSSS-OFDM(DSSS：DirectSequence Spread Spectrum，直接序列展频技术；OFDM：Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用技术)选项。
在Infrastructure BSS网络中，由于STA数量过多可能会导致采用前述的方法后虽然降低了网络负荷，但仍然在认证或关联时可能存在网络拥塞的情况。出于该拥塞的网络状况，AP在接收到不同优先级组的STA认证或关联请求时，可以有不同的处理，对低优先级组的STA，可以拒绝其的认证或关联请求，并禁止其在一段时间内重新发起认证或关联请求。在这种情况下，参照图10，可以增加如下方法拒绝一部分STA的关联(拒绝认证的过程与该拒绝关联的过程相似)：
在STA确定进行Infrastructure BSS网络的关联后，向所述InfrastructureBSS网络的AP发送关联请求，并在所述关联请求中标明该STA所属的优先级组；
所述AP根据网络状况和该STA所属的优先级组，确定是否接受该STA的关联请求；
若所述AP接受该STA的关联请求，则向该STA发送关联成功的关联响应；
若网络拥塞，则所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求。
其中，网络拥塞情况下所允许的优先级的设定可以根据当时的网络的状况在AP上进行调整。
所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求，可以采用下述步骤进行：
所述AP向该STA发送关联失败的关联响应，并在该关联失败的关联响应中给出关联响应指示时间，同时在该关联失败的关联响应中指明关联失败的原因；该STA接收该关联失败的关联响应，并经过所述关联响应指示时间后再重新发起关联请求。
如上所述，根据802.11标准，AP在发送的关联响应中的Status Code域中指示关联是否成功。基于上述方法，在Status Code中引入一个新的表示关联失败的Status Code，此Status Code用来说明“目前由于网络拥塞的原因拒绝了STA的关联请求，STA可在关联响应指示的时间过后再重新发起关联请求”这一原因。同时，在关联响应中引入一个指示时间的域(目前的关联响应中并不包含此域)，当关联响应包含此域且Status Code指示为“目前由于网络拥塞的原因拒绝了STA的关联请求，STA可在关联响应指示的时间过后再重新发起关联请求”这一原因时，STA需要经过关联响应指示的时间后再重新发起关联请求。现有的802.11标准需要新增一个元素来定义认证或关联响应指示时间。
本发明提供的方法主要可以应用于以下场景：
在某些M2M场景中，STA发送数据并不是特别频繁，每次发送数据之间的间隔时间比较长，甚至以天为单位。在此种情况下，为了节省能耗，STA在发送数据时再加入到Infrastructure BSS，并发送数据，发送数据完后即离开Infrastructure BSS。在这种传输方式下，通过控制STA加入InfrastructureBSS的过程(即认证或关联过程)即可以避免网络的拥塞。
当STA完成了Infrastructure BSS网络关联后，开始进行信道竞争以传输数据之前，也可以根据本发明提供的方法确定该STA是否竞争信道，即根据该STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否竞争信道。采用该方法竞争信道传输数据可以防止当大量STA同时发起数据传输时造成的网络拥堵。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (16)
1.一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述方法包括：
将每个站STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；
对每个优先级组分别设定接入因子；
在完成中控型基本服务集Infrastructure BSS网络扫描之后并进行认证或关联之前，根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联；
其中，所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联包括：
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联；
或者，
所述STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
2.根据权利要求1所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
所述接入因子设置于[0,1]之间，所述随机数取值在[0,1]之间并呈均匀分布；
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括以下步骤：
步骤a1：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤a2，否则执行步骤a3；
步骤a2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤a3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a1。
3.根据权利要求1所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
所述接入因子设置于[0,1]之间，所述随机数取值在[0,1]之间并呈均匀分布；
所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括以下步骤：
步骤b1：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的接入因子，则执行步骤b2，否则执行步骤b3；
步骤b2：该STA进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
步骤b3：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b1。
4.根据权利要求2所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
优先级高的优先级组所设定的接入因子大于优先级低的优先级组所设定的接入因子。
5.根据权利要求3所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
优先级高的优先级组所设定的接入因子小于优先级低的优先级组所设定的接入因子。
6.根据权利要求1所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
所述接入因子设置逻辑值为0或1；
所述STA对其所属优先级组的接入因子进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括：
若该STA所属优先级组的接入因子为1，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程；
或者，
所述STA对其所属优先级组的接入因子进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，具体包括：
若该STA所属优先级组的接入因子为0，则该STA进行InfrastructureBSS网络的认证或关联过程，否则该STA不进行Infrastructure BSS网络的认证或关联过程。
7.根据权利要求2至5任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述等待时间在所述Infrastructure BSS网络的访问接入点AP中进行设置，并通过信标Beacon帧在所述Infrastructure BSS中进行广播。
8.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述接入因子在所述Infrastructure BSS网络的AP中进行设置，并通过Beacon帧在所述Infrastructure BSS中进行广播。
9.根据权利要求1至5任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：若所述STA在认证或关联之前利用请求发送RTS帧预约信道，则在所述STA发送RTS帧之前，STA产生随机数并与该STA所属优先级组的接入因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
10.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：若所述STA在认证或关联之前利用RTS帧预约信道，则在所述STA发送RTS帧之前，STA对其所属优先级组的接入因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
11.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述的Infrastructure BSS网络扫描采用被动扫描的方式。
12.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述的根据STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联是在该STA中进行的。
13.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述STA确定进行Infrastructure BSS网络的关联后，向所述Infrastructure BSS网络的AP发送关联请求，并在所述关联请求中标明该STA所属的优先级组；
所述AP根据网络状况和该STA所属的优先级组，确定是否接受该STA的关联请求；
若所述AP接受该STA的关联请求，则向该STA发送关联成功的关联响应；
若网络拥塞，则所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求。
14.根据权利要求13所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述AP拒绝该STA的关联请求，并禁止其在关联响应指示时间内重新发起关联请求，具体包括：
所述AP向该STA发送关联失败的关联响应，并在该关联失败的关联响应中给出关联响应指示时间，同时在该关联失败的关联响应中指明关联失败的原因；
该STA接收该关联失败的关联响应，并经过所述关联响应指示时间后再重新发起关联请求。
15.根据权利要求14所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述AP通过向该STA所发送的关联响应中的状态代码Status Code域来指明关联是否成功和关联失败的原因。
16.根据权利要求1至6任一项所述的避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法，其特征在于：在完成STA的Infrastructure BSS网络关联后并进行信道竞争以传输数据之前，根据该STA所属优先级组的接入因子确定该STA是否竞争信道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110360134.0A CN102413468B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110360134.0A CN102413468B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102413468A CN102413468A (zh) | 2012-04-11 |
| CN102413468B true CN102413468B (zh) | 2014-04-02 |
Family
ID=45915253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110360134.0A Active CN102413468B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102413468B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102413579B (zh) * | 2011-11-14 | 2014-10-29 | 工业和信息化部电信传输研究所 | 一种避免802.11竞争式数据传输过程中网络拥塞的方法 |
| US9155101B2 (en) * | 2012-08-30 | 2015-10-06 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for dynamic association ordering based on service differentiation in wireless local area networks |
| CN104718778B (zh) * | 2012-10-15 | 2018-11-16 | Lg电子株式会社 | 在无线lan系统中保持关联的方法和设备 |
| CN102932948A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-02-13 | 东莞宇龙通信科技有限公司 | 数据通信装置和数据通信方法 |
| WO2015035560A1 (zh) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | 华为技术有限公司 | 信道接入参数发送方法及装置 |
| WO2015081518A1 (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 华为技术有限公司 | 管理帧的发送处理方法及系统 |
| US9596600B2 (en) * | 2014-04-25 | 2017-03-14 | Thomson Reuters Global Resources Uc | Systems and methods for generating location based entitlements |
| CN107306437B (zh) * | 2016-04-22 | 2021-01-29 | 华为技术有限公司 | 关联消息处理装置及方法 |
| CN107995621B (zh) * | 2017-10-27 | 2020-11-17 | 西安电子科技大学 | 一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法、无线局域网 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007028555A1 (fr) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | France Telecom S.A. | Procede de gestion optimisee de ressources dans un terminal muni d’interfaces multiples |
| CN1968270A (zh) * | 2006-06-27 | 2007-05-23 | 华为技术有限公司 | 资源接入方法及其装置 |
| CN101292471A (zh) * | 2005-07-27 | 2008-10-22 | 高通股份有限公司 | 用于仅前向链路物理层的系统和方法 |
| WO2008139319A2 (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Nokia Corporation | Context transfers and multi-band operation for wireless networks |
| CN101902776A (zh) * | 2010-07-08 | 2010-12-01 | 华南理工大学 | 一种改进的基于rts/cts的多跳无线网络拥塞控制方法 |
-
2011
- 2011-11-14 CN CN201110360134.0A patent/CN102413468B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101292471A (zh) * | 2005-07-27 | 2008-10-22 | 高通股份有限公司 | 用于仅前向链路物理层的系统和方法 |
| WO2007028555A1 (fr) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | France Telecom S.A. | Procede de gestion optimisee de ressources dans un terminal muni d’interfaces multiples |
| CN1968270A (zh) * | 2006-06-27 | 2007-05-23 | 华为技术有限公司 | 资源接入方法及其装置 |
| WO2008139319A2 (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Nokia Corporation | Context transfers and multi-band operation for wireless networks |
| CN101902776A (zh) * | 2010-07-08 | 2010-12-01 | 华南理工大学 | 一种改进的基于rts/cts的多跳无线网络拥塞控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102413468A (zh) | 2012-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102413468B (zh) | 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 | |
| CN102413579B (zh) | 一种避免802.11竞争式数据传输过程中网络拥塞的方法 | |
| US10674539B2 (en) | System and method for managing contention in a wireless communications system | |
| RU2609068C2 (ru) | Способ и устройство для доступа к каналу в системе беспроводной локальной сети (lan) | |
| US9894607B2 (en) | Method and apparatus for accessing channel in WLAN system | |
| US9877276B2 (en) | Method and apparatus for transmitting and receiving power save-polling frame and response frame in wireless LAN system | |
| RU2595778C2 (ru) | Способ и устройство для доступа к каналу через кадр пустого пакета данных в системе на основе беспроводной lan | |
| JP6120994B2 (ja) | 無線ｌａｎシステムにおいてステーションの信号送受信方法及び装置 | |
| CN101931954B (zh) | 一种基于业务区分改进无线局域网中实时业务QoS的方法 | |
| JP3880554B2 (ja) | 空間分割多重アクセス方式ワイヤレス媒体アクセスコントローラ | |
| US20150103710A1 (en) | Radio frame sending method and apparatus | |
| US9730159B2 (en) | Method and apparatus for accessing channel in WLAN system | |
| KR101607377B1 (ko) | 무선랜 시스템에서의 채널 접근 방법 및 장치 | |
| US9655144B2 (en) | Method and device for controlling channel access in wireless LAN system | |
| KR101565229B1 (ko) | 무선랜 시스템에서의 계층화 채널 접근 방법 및 장치 | |
| EP2816860B1 (en) | Downlink data collision avoidance method, access point and station | |
| CN104994591A (zh) | 信道占用概率的调整方法、调整系统和基站 | |
| KR20150073994A (ko) | 무선랜 시스템에서 액세스 수행 방법 및 장치 | |
| CN104205984A (zh) | 在无线lan系统中的信道接入的方法和设备 | |
| CN104303460A (zh) | 在无线局域网中提供服务质量敏感设备的系统和方法 | |
| CN104053243A (zh) | 无线局域网中的数据传输方法和系统 | |
| EP4191902A1 (en) | Channel contention method and related apparatus | |
| RU2635868C2 (ru) | Способ и устройство для выполнения доступа в системе беспроводной lan | |
| CN102427588B (zh) | 一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 | |
| CN103188801A (zh) | Sta控制方法和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211228 Address after: 100191 No. 40, Haidian District, Beijing, Xueyuan Road Patentee after: CHINA ACADEMY OF INFORMATION AND COMMUNICATIONS Address before: 100045 Beijing city Xicheng District Yuetan Nan Street 11 Patentee before: The Research Institute of Telecommunications Transmission MIIT |