CN102427588A - 一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 - Google Patents
一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102427588A CN102427588A CN2011103593768A CN201110359376A CN102427588A CN 102427588 A CN102427588 A CN 102427588A CN 2011103593768 A CN2011103593768 A CN 2011103593768A CN 201110359376 A CN201110359376 A CN 201110359376A CN 102427588 A CN102427588 A CN 102427588A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sta
- priority groups
- request
- priority
- sets
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，包括：在站STA通过中控型基本服务集Infrastructure BSS网络的关联后，所述Infrastructure BSS网络的访问接入点AP采用点协调功能PCF或者混合式协调功能控制信道访问HCCA方式对STA进行轮询之前，将Infrastructure BSS网络中的各个STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；所述AP根据所述各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据。本发明中采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据之前，采用优先级组的方式对Infrastructure BSS网络中的各个STA进行优先级归类，在对大量STA进行轮询并传输数据时，保证了在避免造成网络拥塞情况下，部分重要的处于高优先级的STA能够优先轮询或者多轮询，以最早完成数据传输，以及避免网络拥塞。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络传输领域，特别涉及一种在802.11进行数据传输时避免网络拥塞的方法。
背景技术
802.11(其的商用推广品牌为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网络中，AP周期性的广播Beacon帧(信标帧)，Beacon帧中包含此Infrastructure BSS网络运行的基本参数，STA可通过Beacon帧获得Infrastructure BSS网络运行的参数信息。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，再通过认证过程和关联过程，才能和AP建立连接，加入Infrastructure BSS网络。
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网络的信息；
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网络的信息。
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。
关联(Association)过程：STA要加入某个AP控制的Infrastructure BSS网络，其必须通过如下关联过程加入此Infrastructure BSS网络：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网络后，使用DCF(DistributedCoordination Function，分布式协调功能)、EDCA(Enhanced DistributedChannel 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 ChannelAccess，混合式协调功能控制信道访问)方式进行数据传输。
其中，PCF和HCCA是采用轮询的方式进行数据传输的。
PCF提供了可避免竞争的接入方式(DCF和EDCA均是基于竞争的接入方式)，PCF基于轮询机制，它将信道的时间划分为CFP(Contention FreePeriod，无竞争期)和CP(Contention Period，竞争期)；在CFP内，设置于AP内的点协调器(PC，Point Coordinator)对信道进行集中控制，根据其维护的轮询列表对无线节点(包括STA和AP)进行轮询，STA只有在收到PC发给自己的轮询帧之后，才能进行帧传输，而且每次只能传输一个帧；在CP内，STA仍然是竞争使用信道(如采用DCF、EDCA方式)。
PCF创建CFP的方法：参见图3，PC使用Beacon帧周期性的建立CFP，当Beacon帧中的CF Parameter Set(无竞争参数设置)域中的CFPCount(无竞争期计数)的值为0时，标志着CFP的开始。CFP的长度是由PC控制的，由Beacon帧的CF Parameter Set域中的CFPMaxDuration(无竞争期最大持续时间)参数来定义。CFP的实际长度与CFP内交互的流量有关，但是PC保证其不会超过CFPMaxDuration。在CFPMaxDuration时或之前，PC通过传送CF-End(无竞争结束)帧来结束CFP。
在CFP中，PC通过发送CF-Poll(无竞争轮询)帧按照所维护的可轮询STA列表顺序轮询各STA(STA在关联过程中可以告知AP自己是否可被轮询)，被轮询的STA只能发送一个帧。轮询的具体过程为，在CFP中AP首先将轮询消息和数据(如果存在)发送至STA1，STA1在SIFS(ShortInter-frame Space，短的帧间间隔，在802.11中SIFS是固定值，SIFS是最小的帧间间隔)内，立即发送确认消息或数据帧(如果数据帧存在)至AP，在收到来自STA1的确认消息或数据后，AP将在SIFS时序间隔内轮询STA2，如果轮询消息丢失或者STA2不需要发送数据至AP，则STA2不做出响应，在这种情形下，在SIFS截止之前AP未收到来自STA2的响应，AP将在PIFS时序间隔内继续轮询STA3。PIFS开始于STA2最后一条轮询消息的末尾。其中，PIFS(PCF Inter-frame Space，PCF帧间间隔)：PCF传输方式中AP等待PIFS以访问信道。PIFS和SIFS间的计算关系为：PIFS＝SIFS+时隙。
在802.11e中引入了HCCA，着重从以下两方面对PCF进行了改进：(1)PCF只能在CFP内轮询STA，而在HCCA中，AP可以在CP和CFP期间都轮询STA；(2)802.11e中引入了TXOP(发送机会)的概念，TXOP引入的目的是为了让STA或者AP在获得信道后，可以发送多个帧，在HCCA中，当STA被轮询时，STA被授予一个TXOP，在TXOP内STA可以发送多个帧，而如前所述在PCF中，被轮询的STA只能发送一个帧(STA通过AP的轮询获得的TXOP称为HCCA TXOP，而在EDCA机制中通过竞争方式获得的TXOP称为EDCA TXOP)。
HCCA机制通过混合协调点(HC，Hybrid Coordinator)来集中控制信道并轮询STA，HC位于AP内。HC通过创建CAP(Controlled Access Phase，控制接入阶段)来获得对信道的控制，如图4所示：(1)在CP内，HC通过使用比其他STA更短的等待时间(PIFS)来获得对信道的控制，并创建CAP；(2)在CFP内，HC通过Beacon创建的CFP即为CAP。
HCCA被设计用来支持参数化QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据流：Traffic Stream(TS)。TS是一组特定的MSDU(MAC Service DataUnit，MAC服务数据单元)：在某一方向上(上行或下行)需要按照TSPEC(traffic specification，数据明细)参数所要求的QoS参数传送MSDU，其具有一个TSID标识。对于每一个关联的STA，AP可支持8个上行和8个下行的TS。TS由STA通过发送ADDTS Request(TS建立请求)给HC而建立，ADDTS Request包含了TSPEC参数。HC接收到此ADDTS Request后，决定是否接受此TSPEC、拒绝此TSPEC或者建议一个替换的TSPEC，并通过ADDTS Response((TS建立响应)给STA。如果被接受的话，TS进入到激活状态，HC建立一个轮询的列表，通过CF-Poll帧轮询列表中的TS(一个STA可能有多个TS)。
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传输数据，因此可能存在大量的STA同时传输数据的时刻，无论使用现有的PCF或者HCCA方式进行数据传输，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的接入和数据传输，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数据传输，对于现有的PCF或者HCCA数据传输方式都是极大的考验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种避免802.11标准下数据传输过程中网络拥塞的方法，适用于PCF或者HCCA传输方式，当大量STA同时发起传输时，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轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，包括：
在STA通过Infrastructure BSS网络的关联后，所述Infrastructure BSS网络的AP采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询之前，将InfrastructureBSS网络中的各个STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；
所述AP根据所述各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据。
进一步，Infrastructure BSS网络中的各个STA在向AP发送关联请求时，均向所述AP上报STA自身所属的优先级组，所述AP根据各个STA所上报的优先级组将各个STA分别归属到不同的优先级组中。
进一步，所述AP根据Infrastructure BSS网络中的各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据包括：AP优先轮询高优先级组中的STA。
进一步，所述AP根据Infrastructure BSS网络中的各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据包括：AP对高优先级组中的STA的轮询次数大于对低优先级组中的STA的轮询次数。
进一步，所述AP采用HCCA方式对STA进行轮询并传输数据之前：所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS。
进一步，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS包括：
所述AP对每个优先级组分别设定TS建立因子；
所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
进一步，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS包括：所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
进一步：
所述TS建立因子设置于[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TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，具体包括以下步骤：
步骤a1：所述STA产生随机数，并执行步骤a2；
步骤a2：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤a3，否则执行步骤a4；
步骤a3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤a4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a2；
或者，所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，具体包括以下步骤：
步骤b1：所述STA产生随机数，并执行步骤b2；
步骤b2：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤b3，否则执行步骤b4；
步骤b3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤b4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b2。
进一步：
优先级高的优先级组所设定的TS建立因子大于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子；或者
优先级高的优先级组所设定的TS建立因子小于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子。
进一步，优先级高的优先级组所设定的等待时间小于优先级低的优先级组所设定的等待时间。
进一步，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向AP请求建立TS包括：所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
进一步：
所述TS建立因子设置逻辑值为0或1；
所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS具体包括：
若该STA所属优先级组的TS建立因子为1，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS；
或者，所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS具体包括：
若该STA所属优先级组的TS建立因子为0，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS。
进一步，所述等待时间在所述AP中进行设置，并通过信标Beacon帧在所述Infrastructure BSS网络中进行广播，或者通过探寻响应Probe Response帧发送给所述STA。
进一步，所述TS建立因子在所述AP中进行设置，并通过Beacon帧在所述Infrastructure BSS网络中进行广播，或者通过Probe Response帧发送给所述STA。
进一步，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，是在该STA中进行的。
进一步，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS为：根据该STA所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP发送ADDTS Request。
进一步，所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS为：若网络拥塞并且该STA所属的优先级组的优先级低，则AP拒绝该STA的TS建立请求，否则接受STA的TS建立请求。
进一步，所述方法还包括：在所述STA和所述AP之间建立TS后，若网络拥塞，则所述STA或者AP删除该TS，并指明删除该TS的原因为网络拥塞。
进一步，在状态代码Status Code域中增加指明删除该TS的原因的代码。
进一步，在完成Infrastructure BSS网络扫描之后并进行关联之前，根据STA所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
当Infrastructure BSS网络里加入了大量的STA(如几千个)，其中不可避免地包括经常进行数据传输的STA和极少进行数据传输的STA。若直接采用传统的DCF或者EDCA方式对所有的STA进行轮询，则轮询一遍所有STA的时间会很长，在此期间内，经常进行数据传输的STA会等待相当长的一段时间才能进行数据传输，而极少进行数据传输的STA可能被轮询多次也不会进行数据的传输。这就造成了Infrastructure BSS网络资源的浪费，导致了经常进行数据传输的STA无法尽快的完成数据传输而造成网络拥塞。
而本发明中所述AP采用PCF或者HCCA方式并根据优先级组对STA进行轮询，当Infrastructure BSS网络中存在大量的STA时，保证处于高优先级组中的STA能够先轮询、多轮询，处于低优先级组中的STA后轮询、少轮询。这样，将经常进行数据传输的STA归属于相对较高的优先级组中，将不经常进行数据传输的STA归属于相对较低的优先级组中，从而处于高优先级组中的STA能够及时尽早的完成数据传输，就使得需要经常进行数据传输的STA能够及时尽早的完成数据传输，从而避免了网络拥塞。
另外，当STA使用EDCA机制向AP请求建立TS时，采用对STA进行优先级组归类的方式，这样，当大量STA同时请求建立TS时，一方面保证所有STA都能够根据自身优先级顺序请求建立TS，避免造成网络拥塞，另一方面保证部分重要的处于高优先级的STA能够有更大的概率较早完成TS的建立。TS建立因子的设定引入了各个STA对TS建立的竞争机制，一方面，避免了同一优先级组下STA数量过多时(如所有的STA均处于同一优先级组中的情况)对网络造成的拥塞，另一方面，在保证高优先级组中的STA有更大的概率请求建立TS时，虽然处于低优先级组中的STA请求建立TS的概率较小，但仍然能够有机会请求建立TS。另外，通过对不同优先级组的TS建立因子的设定，还可以阻止低优先级组中的STA请求建立TS，保证高优先级组能优先请求建立TS。
本发明提供的方法中，优先级组可以设定仅为1组，此时，也相当于不进行优先级组的设定，AP对所有的STA均采用传统的PCF或者HCCA方式进行轮询。对于TS建立因子来讲，此时所有的STA均采用同一个TS建立因子，在不需要考虑某些STA需要优先请求建立TS的情况下，通过设定一个统一的TS建立因子就可以对STA的TS建立进行限制，从而避免由于大量STA同时请求建立TS而导致网络拥塞。
附图说明
图1为802.11的Infrastructure BSS网络架构示意图；
图2为Beacon帧间隔域所指示的时间间隔示意图；
图3为PCF机制创建CFP的示意图；
图4为HCCA机制中HC创建CAP的示意图；
图5为本发明提供的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法流程图；
图6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7为本发明中采用优先级的方式确定STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS的流程图；
图8为本发明的一个实施例中根据比较结果决定STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS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STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS的步骤示意图。
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。
本发明针对PCF和HCCA传输方式，提出的避免数据传输过程中网络拥塞的方法，以适用于M2M应用场景，如图5、图6所示，包括：
步骤1：在STA通过Infrastructure BSS网络的关联后，所述InfrastructureBSS网络的AP采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询之前，将Infrastructure BSS网络中的各个STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；
步骤2：所述AP根据所述各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据。
其中步骤1中，根据情况，也可以同时存在优先级相同的不同优先级组。
根据实际网络中各个STA的数据发送情况，可以在各个STA向AP发送关联请求时，均向所述AP上报其自身所属的优先级组，以让AP更加准确的了解其所控制的Infrastructure BSS网络中各个优先级组中STA的数量，以及每个STA优先级的高低，所述AP根据各个STA所上报的优先级组将各个STA分别归属到不同的优先级组中。当然，在网络运行过程中，AP也可以对各个STA的优先级组进行调整，以使得网络的控制更加灵活。
AP根据Infrastructure BSS网络中的各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据，可以采用的手段包括：AP优先轮询高优先级组中的STA，然后再轮询低优先级组中的STA；AP对高优先级组中的STA的轮询次数大于对低优先级组中的STA的轮询次数。
具体来说，作为一个具体实施例，设定一个Infrastructure BSS网络中有5个优先级，根据优先级的高低次序分成第一优先级、第二优先级、第三优先级、第四优先级和第五优先级，每个优先级中均有一个优先级组，即第一优先级组、第二优先级组、第三优先级组、第四优先级组和第五优先级组，每个优先级组中都有一定数量的STA。AP对所有5个优先级组中的STA进行轮询所采用的方式可以为：AP依次轮询第一优先级组、第二优先级组、第三优先级组、第四优先级组和第五优先级组。AP对所有5个优先级组中的STA进行轮询所采用的方式也可以为：AP每轮询2遍第一优先级组后再轮询1遍第二优先级组；AP每轮询2遍第二优先级组后再轮询1遍第三优先级组；AP每轮询2遍第三优先级组后再轮询1遍第四优先级组；AP每轮询2遍第四优先级组后再轮询1遍第五优先级组。AP对STA轮询的具体方式不仅限于以上两种方式，根据实际网络需要可以采用多种方法，比如按照时间进行划分，对高优先级组的STA设置较长的轮询时间，对低优先级组的STA设置较短的轮询时间等。所有基于对STA优先级组划分的轮询方式均应包含在本发明中。
HCCA方式被设计用来支持参数化QoS(Quality of Service，服务质量)的业务数据流：Traffic Stream(TS)。TS是一组特定的MSDU(MAC ServiceData Unit，MAC服务数据单元)：在某一方向上(上行或下行)需要按照TSPEC(traffic specification，数据明细)参数所要求的QoS参数传送MSDU，其具有一个TSID标识。对于每一个关联的STA，AP可支持8个上行和8个下行的TS。TS由STA通过发送ADDTS Request(TS建立请求)给HC而建立，ADDTS Request包含了TSPEC参数。HC接收到此ADDTS Request后，决定是否接受此TSPEC、拒绝此TSPEC或者建议一个替换的TSPEC，并通过ADDTS Response((TS建立响应)给STA。如果被接受的话，TS进入到激活状态，HC建立一个轮询的列表，通过CF-Poll帧轮询列表中的TS(一个STA可能有多个TS)。
对于所述HC建立的轮训列表，通过CF-Poll帧轮询列表中的TS，既可以根据STA所处的优先级组，采用如上所述的方式对轮训列表中的TS进行轮询。
HCCA方式中，对ADDTS Request的发送采用了EDCA机制。EDCA即为一种竞争方式的信道传输机制，在802.11e中被引入，用于支持具有优先级的QoS服务。本发明中，STA与AP建立TS要根据STA所属的优先级组而决定。所述AP采用HCCA方式对STA进行轮询并传输数据之前，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立业务数据流TS；所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS。其中，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS即为：根据该STA所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP发送ADDTS Request，也就是说，是在STA向AP发送ADDTS Request之前，STA根据其所属的优先级组来确定其是否使用EDCA机制向所述AP发送ADDTS Request。如图7所示，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，其具体方法如下：
步骤(1)：所述AP对每个优先级组分别设定TS建立因子；
步骤(2)：所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
其中，该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，即为该STA是否使用EDCA机制向所述AP发送ADDTS Request。
上述步骤(2)中，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，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TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
更具体地，将所述TS建立因子设置于[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TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，参见图8，具体包括以下步骤：
步骤a1：所述STA产生随机数，并执行步骤a2；
步骤a2：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤a3，否则执行步骤a4；
步骤a3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤a4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a2。
采用上述步骤时，优先级高的优先级组所设定的TS建立因子大于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子。
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TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，参见图9，还可以具体包括以下步骤：
步骤b1：所述STA产生随机数，并执行步骤b2；
步骤b2：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤b3，否则执行步骤b4；
步骤b3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤b4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b2。
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TS建立因子小于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子。
等待时间的设定采用：优先级高的优先级组所设定的等待时间小于优先级低的优先级组所设定的等待时间。这种设定方式的优点在于，高优先级组的STA等待时间较短，从而在同样长的一段时间内，高优先级组的STA比低优先级组的STA有更多的次数尝试产生随机数并与TS建立因子进行比较，以进一步提高高优先级组STA的随机数与TS建立因子相比较而成功的概率。
上述步骤(2)中，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向AP请求建立TS，还可以通过如下手段实现：
所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
其中，所述TS建立因子设置逻辑值为0或1；
所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，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TS建立因子为1，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS。
B.若该STA所属优先级组的TS建立因子为0，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS。
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STA均使用一个TS建立因子。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TS建立因子和等待时间对所有的STA进行信道竞争以进行TS连接限制，保证同时进行TS连接的STA数量不会过多而引起网络拥塞。比如，设定统一的TS建立因子为0.2，要求所有的STA中产生随机数低于该TS建立因子0.2的STA才能够进行TS连接，这样同一时间内，所有的要求传送数据的STA中仅有可能20％的STA能够进行TS连接，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TS连接的STA的数量限制到了20％左右，从而避免全部STA同时进行TS连接而可能造成的网络拥塞。
TS建立因子和等待时间的设定均可在AP中进行，AP可以通过Beacon帧或者Probe Response帧将TS建立因子和等待时间发送给STA；随机数的产生和与TS建立因子的比较均在STA中进行，即所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，是在该STA中进行的。
当所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS为：若网络拥塞并且该STA所属的优先级组的优先级低，则AP拒绝该STA的TS建立请求，否则接受STA的TS建立请求。
上述方法抑制了STA对ADDTS Request的发送，从而可以限制低优先级组中的STA的TS建立请求，以保证当大量STA同时请求建立TS时网络的畅通以及重要的STA优先请求建立TS。即使STA发送了ADDTS Request，AP出于目前网络的拥塞状态也可拒绝此ADDTS Request。如果ADDTSRequest被拒绝，在目前的802.11标准中，在ADDTS Response中会回应如下原因：
原因1：
其意思大概为：该TS因为请求不能生效而没有被创建；然而，建议STA采用AP所建议的TSPEC参数重新建立TS。
在此原因下，STA会更新自己的TSPEC参数，重新发起建立TS过程。
原因2：
其意思大概为：该TS尚未被创建；然而，在所指示的TS延迟时间后，HC也许能够创建一个TS以响应请求。
在此原因下，AP会向STA反馈一个时间，STA可以在此时间后再重新发送ADDTS Request请求。时间值有一个范围：0～232×1024μs，在802.11标准中规定，如果STA打算再发起建立TS的行为，必需等这段时间过后。
如上所述，STA在进行关联请求中向AP上报了自己所归属的优先级组，因此AP此时可以根据当前的网络状况选择性的拒绝TS。当TS被接受后，AP会在CF-Poll帧中指示STA TXOP的TXOP Limit。AP可以根据当前的网络状况以及各STA和TS优先级来决定TXOP Limit，AP在设定TXOP Limit时需要参考STA归属的优先级组，比如处于高优先级组中的STA的TXOPLimit可以设定较大的值，处于低优先级组中的STA的TXOP Limit可以设定较小的值。
在目前的802.11标准中，STA和AP都可以出于以下原因删除TS：
其意思大概为：
36：STA离开BSS或者被重置
37：STA不想使用该机制
38：STA接收帧所使用的机制需要设置
39：超时
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，但仍然可能存在网络拥塞的情况。出于该拥塞的网络状况，STA或者AP可以基于网络拥塞的原因删除TS。参照上述删除TS的原因，在所述STA和所述AP之间建立TS后，若网络拥塞，则STA或者AP删除该TS，并指明删除该TS的原因为网络拥塞，并在上述StatusCode(状态代码)域中增加指明删除该TS的原因(网络拥塞)的代码。
另外，在STA完成Infrastructure BSS网络扫描之后并进行关联之前，也可以根据上述方法中，利用STA所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否与所述AP开始建立TS的方法，确定STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。采用该方法进行Infrastructure BSS网络的认证或关联，可以防止当大量STA同时发起认证或关联时造成的网络拥堵。
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 (20)
1.一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，包括：
在站STA通过中控型基本服务集Infrastructure BSS网络的关联后，所述Infrastructure BSS网络的访问接入点AP采用点协调功能PCF或者混合式协调功能控制信道访问HCCA方式对STA进行轮询之前，将Infrastructure BSS网络中的各个STA分别择一的归属到至少1个优先级组中；
所述AP根据所述各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据。
2.根据权利要求1所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：Infrastructure BSS网络中的各个STA在向AP发送关联请求时，均向所述AP上报STA自身所属的优先级组，所述AP根据各个STA所上报的优先级组将各个STA分别归属到不同的优先级组中。
3.根据权利要求1所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述AP根据Infrastructure BSS网络中的各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据包括：AP优先轮询高优先级组中的STA。
4.根据权利要求1所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述AP根据Infrastructure BSS网络中的各个STA所属的优先级组，采用PCF或者HCCA方式对STA进行轮询并传输数据包括：AP对高优先级组中的STA的轮询次数大于对低优先级组中的STA的轮询次数。
5.根据权利要求1所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述AP采用HCCA方式对STA进行轮询并传输数据之前：所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用增强分布式协调访问EDCA机制向所述AP请求建立业务数据流TS；所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS。
6.根据权利要求5所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS包括：
所述AP对每个优先级组分别设定TS建立因子；
所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
7.根据权利要求6所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS包括：所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
8.根据权利要求7所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
所述TS建立因子设置于[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TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，具体包括以下步骤：
步骤a1：所述STA产生随机数，并执行步骤a2；
步骤a2：若该STA产生的随机数小于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤a3，否则执行步骤a4；
步骤a3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤a4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤a2；
或者，所述STA产生随机数并与该STA所属优先级组的TS建立因子进行比较，根据比较结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，具体包括以下步骤：
步骤b1：所述STA产生随机数，并执行步骤b2；
步骤b2：若该STA产生的随机数大于该STA所属优先级组的TS建立因子，则执行步骤b3，否则执行步骤b4；
步骤b3：该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS；
步骤b4：该STA待设定的等待时间后再重新产生随机数，并执行步骤b2。
9.根据权利要求8所述的避免802.11轮询式数据传输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TS建立因子大于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子；或者
优先级高的优先级组所设定的TS建立因子小于优先级低的优先级组所设定的TS建立因子。
10.根据权利要求8所述的避免802.11轮询式数据传输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等待时间小于优先级低的优先级组所设定的等待时间。
11.根据权利要求6所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向AP请求建立TS包括：所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS。
12.根据权利要求11所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：
所述TS建立因子设置逻辑值为0或1；
所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS具体包括：
若该STA所属优先级组的TS建立因子为1，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS；
或者，所述STA对其所属优先级组的TS建立因子逻辑值进行判断，根据判断结果决定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS具体包括：
若该STA所属优先级组的TS建立因子为0，则该STA使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，否则该STA不向所述AP请求建立TS。
13.根据权利要求8至10任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述等待时间在所述AP中进行设置，并通过信标Beacon帧在所述Infrastructure BSS网络中进行广播，或者通过探寻响应Probe Response帧发送给所述STA。
14.根据权利要求6至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述TS建立因子在所述AP中进行设置，并通过Beacon帧在所述Infrastructure BSS网络中进行广播，或者通过ProbeResponse帧发送给所述STA。
15.根据权利要求6至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述STA根据其所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS，是在该STA中进行的。
16.根据权利要求5至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：所述STA根据其所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP请求建立TS为：根据该STA所属的优先级组确定该STA是否使用EDCA机制向所述AP发送TS建立请求ADDTSRequest。
17.根据权利要求5至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，所述AP在收到该STA发送的TS建立请求后，该AP根据该STA所属的优先级组以及网络拥塞状况确定是否与该STA建立TS为：若网络拥塞并且该STA所属的优先级组的优先级低，则AP拒绝该STA的TS建立请求，否则接受STA的TS建立请求。
18.根据权利要求5至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输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和所述AP之间建立TS后，若网络拥塞，则所述STA或者AP删除该TS，并指明删除该TS的原因为网络拥塞。
19.根据权利要求17所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于，在状态代码Status Code域中增加指明删除该TS的原因的代码。
20.根据权利要求6至12任一项所述的避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法，其特征在于：在完成Infrastructure BSS网络扫描之后并进行关联之前，根据STA所属优先级组的TS建立因子确定该STA是否进行Infrastructure BSS网络的认证或关联。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110359376.8A CN102427588B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110359376.8A CN102427588B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102427588A true CN102427588A (zh) | 2012-04-25 |
| CN102427588B CN102427588B (zh) | 2014-05-28 |
Family
ID=45961520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110359376.8A Active CN102427588B (zh) | 2011-11-14 | 2011-11-14 | 一种避免802.11轮询式数据传输过程中网络拥塞的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102427588B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102413579A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-04-11 | 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 |
| CN102970062A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-13 | 康佳集团股份有限公司 | 一种无线通信系统及其控制方法 |
| CN113556825A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-26 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种点协调中基于多属性决策的轮询方法 |
| WO2024000119A1 (zh) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 西门子股份公司 | Wlan通信方法、客户端、计算设备和存储介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101290668A (zh) * | 2008-06-16 | 2008-10-22 | 中国移动通信集团湖北有限公司 | 一种分时作业动态调度方法和装置 |
| 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 |
| CN102104517A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-06-22 | 西安电子科技大学 | 带有随机数声明的多址接入方法 |
-
2011
- 2011-11-14 CN CN201110359376.8A patent/CN102427588B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101290668A (zh) * | 2008-06-16 | 2008-10-22 | 中国移动通信集团湖北有限公司 | 一种分时作业动态调度方法和装置 |
| 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 |
| CN102104517A (zh) * | 2011-01-07 | 2011-06-22 | 西安电子科技大学 | 带有随机数声明的多址接入方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102413579A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-04-11 | 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 |
| CN102970062A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-03-13 | 康佳集团股份有限公司 | 一种无线通信系统及其控制方法 |
| CN102970062B (zh) * | 2012-11-22 | 2018-02-02 | 康佳集团股份有限公司 | 一种无线通信系统及其控制方法 |
| CN113556825A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-26 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种点协调中基于多属性决策的轮询方法 |
| CN113556825B (zh) * | 2021-07-02 | 2023-09-26 | 中国船舶集团有限公司第七二四研究所 | 一种点协调中基于多属性决策的轮询方法 |
| WO2024000119A1 (zh) * | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 西门子股份公司 | Wlan通信方法、客户端、计算设备和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102427588B (zh) | 2014-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10674539B2 (en) | System and method for managing contention in a wireless communications system | |
| CN102883460B (zh) | 一种业务数据传输方法及系统 | |
| CN101682531B (zh) | 基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备 | |
| KR101607377B1 (ko) | 무선랜 시스템에서의 채널 접근 방법 및 장치 | |
| CN102413579A (zh) | 一种避免802.11竞争式数据传输过程中网络拥塞的方法 | |
| RU2603499C2 (ru) | Способ и устройство для выполнения доступа к каналу в системе беспроводной lan | |
| US9019874B2 (en) | Method, apparatus, and computer program product for resolving hidden node in synchronized DCF based channel access | |
| JP3880990B2 (ja) | 複数の無線ローカル・エリア・ネットワークを配備するための分散アーチテクチャ | |
| US20110305216A1 (en) | Method of controlling channel access | |
| CN102413468B (zh) | 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法 | |
| KR20150070122A (ko) | 무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 | |
| CN101682559A (zh) | 基于竞争的网络中用于媒体访问的方法和设备 | |
| KR20150138169A (ko) | 무선랜 시스템에서 스테이션의 신호 수신 방법 및 장치 | |
| KR101767120B1 (ko) | 채널 액세스 방법 및 장치 | |
| WO2014098445A1 (ko) | 무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 | |
| 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 | |
| Ong | Performance analysis of fast initial link setup for IEEE 802.11 ai WLANs | |
| CA2908373C (en) | Method and device for performing access in wireless lan system | |
| CA2907985C (en) | Method and apparatus for receiving signal by station in wireless lan system | |
| US9277346B2 (en) | Termination of service period in wireless network | |
| Rathnakar Acharya et al. | WLAN QoS issues and IEEE 802.11 e QoS enhancement |
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 |
Effective date of registration: 20211229 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 |
|
| TR01 | Transfer of patent right |