CN103298027A - 一种控制网络拥塞的方法、装置和网络系统 - Google Patents

一种控制网络拥塞的方法、装置和网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种控制网络拥塞的方法、装置和系统，以迅速降低网络拥塞程度，提高拥塞控制效率。所述方法包括：若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口。本发明实施例提供的方法可以在站点遭遇碰撞前即可实施对网络的拥塞控制，避免网络发生拥塞后各个站点仍然去竞争信道而导致网络拥塞更加严重；另一方面，由于接入点能够在判断当前网络发生拥塞时向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使需要发送数据的站点在接收到控制帧或信标帧时重新确定退避时长，因此，不仅能够从全局出发，迅速降低整个网络的拥塞，而且保证每一个站点在重新确定退避时长后重新竞争信道时仍然公平。

Description

一种控制网络拥塞的方法、装置和网络系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种控制网络拥塞的方法、装置和一种无线局域网络系统。
背景技术
基本服务集(Basic Service Set，BSS)是一个无线局域网的基本组成部分，由处于某一特定覆盖区域之内并具有某种关联的站点(Station，以下缩写为STA，多个站点缩写为STAs)组成。BSS中站点关联的常见形式是其中的各个STA与一个专职管理基本服务集的中央站点相关联，该中央站点被称为接入点(Access Point，AP)。当前，一个主要的应用场景是传感器网络，例如智能电网(Smart Grid，SG)，其中，AP要求支持的STA最多可达6000个。如果STAs的业务比较集中，在一段时间内会有大量STA需要向AP发送数据，此时STAs发送数据遭遇碰撞的概率极高，容易造成网络拥塞。
在采用分布式接入的无线通信系统，例如，无线局域网(WLAN，WirelessLocal Area Network)中，其信道的接入前提是将所有的站点(包括普通的面向用户的站点和AP)都视为平等的STA。接入方式为每个STA通过在竞争窗口(Contention Window，CW)中随机产生退避时长(backoff time)并通过递减到零的方式来竞争获得信道。
在大量STA发送数据造成网络拥塞时，现有的一种缓解网络拥塞的方法被称为“二进制指数退避”。在现有方法中，一旦发送数据的STA遭遇碰撞，则该STA会重新发送(也称为重传)数据；进一步地，在重传次数还没有达到数据分组的最大重传次数时，该STA将CW增大一倍，即，将原先的竞争窗口CW1变成2CW1，在取值为[0，2CW1]的均匀分布中随机选择一个整数计算所需的退避时间，并在该退避时间到达时重新发送数据。若在计算所得的退避时间到达时发送数据仍然遭遇碰撞，则该STA将竞争窗口增大到4CW1，在取值为[0，4CW1]的均匀分布中随机选择一个整数计算所需的退避时间，并在该退避时间到达时重新发送数据，直至增大到预设的竞争窗口的最大值CWmax。
上述现有的二进制指数退避中，STA只有在遭遇碰撞后才会将竞争窗口增大一倍，而且，只有遭遇碰撞的若干STAs才会将竞争窗口增大一倍，对整个网络的拥塞控制程度有限。当网络拥塞严重时，上述现有的二进制指数退避方法使得各个STA在遭遇多次碰撞后才可能竞争到一个信道，从而通过该信道将屡次重传均未成功的数据重新发送出去。因此，现有技术提供的网络拥塞的控制方法，花费的时间长、效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种控制网络拥塞的方法、装置和系统，以迅速降低网络拥塞程度，提高拥塞控制效率。
本发明实施例提供一种控制网络拥塞的方法，所述方法包括：若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
本发明实施例提供一种控制网络拥塞的方法，所述网关包括：站点STA接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内的站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
所述站点STA按照所述指示字段将所述竞争窗口增大；
站点STA在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
本发明实施例提供一种接入点AP，所述AP包括：发送模块，用于当前网络发生拥塞时向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
本发明实施例提供一种用户站点STA，所述STA包括：接收模块，用于接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
竞争窗口变更模块，用于按照所述指示字段将所述竞争窗口增大；
退避时长确定模块，用于在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
本发明实施例提供一种无线局域网络系统，所述系统包括接入点和至少一个站点；
所述接入点，用于若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
所述站点，用于接收由所述接入点发送的控制帧或信标帧，按照所述指示字段将竞争窗口增大，在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时间，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
从上述本发明实施例可知，与现有技术中只有在单个站点遭遇碰撞后该单个站点才将竞争窗口增大的方法相比，本发明实施例提供的方法可以在站点遭遇碰撞前即可实施对网络的拥塞控制，避免网络发生拥塞后各个站点仍然去竞争信道而导致网络拥塞更加严重；另一方面，由于接入点能够在判断当前网络发生拥塞时向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使需要发送数据的站点在接收到控制帧或信标帧时重新确定退避时长，因此，不仅能够从全局出发，迅速降低整个网络的拥塞，而且保证每一个站点在重新确定退避时长后重新竞争信道时仍然是公平的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术或实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以如这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的控制网络拥塞的方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的控制帧结构示意图；
图3是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图；
图4a是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图；
图4b是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图；
图5是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图；
图6是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的方法流程示意图；
图7a是本发明实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图7b是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图8是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图9a是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图9b是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图9c是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图10是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图11是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图；
图12是本发明实施例提供的控制网络拥塞的系统结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1，是本发明实施例提供的控制网络拥塞的方法流程示意图，其执行主体可以是无线局域网中的接入点(Access Point，AP)，主要包括步骤：
S101，在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度。
与现有的二进制指数退避中只有在遭遇碰撞后STA才会将其竞争窗口增大一倍不同，在本发明实施例提供的方法中，接入点AP在各个站点发送数据前就开始监听信道，或者，接入点AP自始至终监听信道，根据当前网络的拥塞程度，提前通知STA增大竞争窗口，而不是等到网络中的STA遭遇碰撞时才通知STA增大竞争窗口。
S102，若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口。
作为本发明一个实施例，当接入点AP检测到信道为忙，而收到的数据包的数量少于某个阈值时候，则接入点AP判断当前网络发生拥塞。作为本发明另一个实施例，接入点AP也可以根据站点STA遭遇连续碰撞次数的多少、一段时间内碰撞概率或者根据检测到信号能量却无法解码帧的次数等统计数字，判断当前网络拥塞程度，若这些统计数字中的部分或全部达到某个设定的阈值，则判断当前网络发生拥塞。
需要说明的是，上述实施例中，触发接入点向网络内站点发送控制帧或信标帧的条件只是举例说明，并不限于步骤S101所述的“在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度”，例如信道拥塞后发出报告信息等方式而不一定是一直监听信道，获得信道拥塞的报告后触发步骤S102。
在本发明实施例中，控制帧或信标帧包括用于指示所述网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。如附图2所示，是本发明实施例提供的控制帧结构示意图。新构造的控制帧包括一个2字节(Byte)的“帧控制”字段、一个2字节(Byte)的“时长”字段和一个4字节(Byte)的“帧检测序列(Frame Check Sequence，FCS)”字段，其中，“时长”字段用于指明该控制帧的长度，“FCS”字段用于对每一个该控制帧纠错，而“帧控制”字段中包括“类型”字段和“子类型”字段，而“子类型”字段用于指明该控制帧是新构造的控制帧。“帧控制”字段是指示所述全部站点或部分站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。当网络中的全部站点或部分站点(控制帧是由AP组播到特定的站点时)收到控制帧时，若正好有数据需要发送，则由于当前网络发生拥塞，此时的站点按照“帧控制”字段的指示，增大竞争窗口CW，再在竞争窗口内，即在[0，CW]内随机选择一个数值计算退避时长，或者，以增大的竞争窗口作为初始值计算退避时长，例如，假设站点正在竞争信道，则可将初始的竞争窗口CWmin增大为2×CWmin，然后，以2×CWmin，作为初始值计算退避时长(Back off Time)。
由于“帧控制”字段占用的字节比较少，因此，开销也比较小，而且对原有的通信协议修改不大，实现起来比较简单。另一方面，由于控制帧或信标帧是向网络内的所有站点广播(或者向部分站点组播控制帧)，收到控制帧或信标帧的站点均会重新确定一个退避时长，因此，本发明实施例提供的拥塞控制方法对所有站点在重新竞争信道时仍然是公平的。
若AP向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内全部站点广播控制帧或信标帧，则信标帧或附图2示例的控制帧还可以包括一个“窗口”字段，如附图3所示，是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图。新构造的控制帧包括一个2字节(Byte)的“帧控制”字段、一个2字节(Byte)的“时长”字段、一个4字节(Byte)的“帧检测序列”字段和一个1字节(Byte)的“窗口”字段。该“窗口”字段的值hCW用于指示网络内全部站点在有数据需要发送时根据hCW增大当前竞争窗口，例如，指示网络内全部站点在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin(为了表述方便，将hCW×CWmin记为CWdef)，再在增大的竞争窗口内，即在[0，CWdef]内随机选择一个竞争窗口数值计算退避时长，或者，以增大的竞争窗口CWdef作为竞争窗口初始值计算退避时长，其中，CWmin为竞争窗口的最小值。
若接入点通过对信道的监听，发现当前网络出现拥塞，而部分站点正准备发送数据，则接入点可以向网络内部分站点组播控制帧，则所述组播的控制帧除了包括如附图2所示包括一个2字节(Byte)的“帧控制”字段、一个2字节(Byte)的“时长”字段和一个4字节(Byte)的“帧检测序列”字段之外，还包括至少一个“组号”字段，所述“组号”字段用于指示所述网络内需要接收组播的控制帧的站点。如附图4a所示，是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图，“组号1”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点1(STA1)，“组号2”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点2(STA2)，...，“组号n”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点n(STAn)等等。
当AP组播的是附图4a示例的控制帧时，网络中的部分站点收到该控制帧时，若正好有数据需要发送，则由于当前网络发生拥塞，此时的站点按照“帧控制”字段的指示，增大竞争窗口CW，再在竞争窗口内，即在[0，CW]内随机选择一个竞争窗口数值计算退避时长，或者，以增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值计算退避时长，例如，假设“组号1”对应的站点1(STA1)正在竞争信道，则可将初始的竞争窗口CWmin增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，然后，以2×CWmin作为竞争窗口初始值计算退避时长，“组号2”对应的站点2(STA2)正在竞争信道，则可将初始的竞争窗口CWmin增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，然后，以2×CWmin作为竞争窗口初始值计算退避时长，其他组号对应的站点收到附图4a示例的控制帧时类似。
附图4a示例的控制帧还可以如附图3所示，包括一个值为hCW的“窗口”字段，如附图4b所示本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图。由于该控制帧只有一个“窗口”字段，因此，所有“组号”字段对应的站点在收到控制帧并且有数据需要发送时时，均是根据同一“窗口”字段的值hCW增大当前竞争窗口，例如，站点1(STA1)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin，站点2(STA2)在有数据需要发送时也是将当前竞争窗口增大为为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin等等。
作为本发明另一个实施例，附图4b示例的控制帧也可以包括个数与所述“组号i”字段个数相等的“窗口”字段，每一个“窗口”字段对应于每一个“组号i”字段。如附图5所示，是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图，其中，每一个“窗口”字段的值hiCW用于指示每一个“窗口”字段对应的每一个“组号i”字段所对应的站点在有数据需要发送时将将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，即，“窗口1”字段的值hCW1用于指示“窗口1”字段对应的每一个“组号1”字段所对应的站点1(STA1)在有数据需要发送时根据该“窗口1”字段的值hCW1增大当前竞争窗口，例如，站点1(STA1)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW1×CWmin；“窗口2”字段的值hCW2用于指示“窗口2”字段对应的每一个“组号2”字段所对应的站点2(STA2)在有数据需要发送时根据该“窗口2”字段的值hCW2增大当前竞争窗口，例如，站点2(STA2)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW2×CWmin......，“窗口n”字段的值hCW2用于指示“窗口n”字段对应的每一个“组号n”字段所对应的站点n(STAn)在有数据需要发送时根据该“窗口n”字段的值hCWn增大当前竞争窗口，例如，站点n(STAn)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCWn×CWmin等等。
从上述本发明实施例提供的控制网络拥塞的方法可知，一方面，由于接入点在各个站点发送数据前始终监听信道，因此，与现有技术中只有在单个站点遭遇碰撞后该单个站点才将竞争窗口增大的方法相比，本发明实施例提供的方法可以在站点遭遇碰撞前即可实施对网络的拥塞控制，避免网络发生拥塞后各个站点仍然去竞争信道而导致网络拥塞更加严重；另一方面，由于接入点能够在判断当前网络发生拥塞时向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使需要发送数据的站点在接收到控制帧或信标帧时重新确定退避时长，因此，不仅能够从全局出发，迅速降低整个网络的拥塞，而且保证每一个站点在重新确定退避时长后重新竞争信道时仍然是公平的。
请参阅附图6，是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的方法流程示意图，主要包括步骤：
S601，站点STA接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
在本实施例中，若所述站点STA所接收到的控制帧是由接入点广播或组播的控制帧，其结构如附图2所示，其包括包括一个2字节(Byte)的“帧控制”字段、一个2字节(Byte)的“时长”字段和一个4字节(Byte)的“帧检测序列(Frame Check Sequence，FCS)”字段，其中，“时长”字段用于指明该控制帧的长度，“FCS”字段用于对每一个该控制帧纠错，而“帧控制”字段中包括“类型”字段和“子类型”字段，而“子类型”字段用于指明该控制帧是新构造的控制帧。“帧控制”字段是指示所述全部站点或部分站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
S602，站点STA按照所述控制帧的指示字段将竞争窗口增大。
在本发明实施例中，站点有数据需要发送包括两种情形，第一种情形是站点已拥有数据但信道忙而处于退避状态，第二种情形是站点刚刚收到数据而处于信道竞争状态，即站点正在竞争信道并准备通过由竞争获得的信道将刚刚收到的数据发送出去。
对于第一种情形，即在STA接收到由接入点广播的控制帧或信标帧且所述站点STA正在退避时，作为站点STA按照控制帧的指示字段将竞争窗口增大的一个实施例，站点STA可以将当前使用的竞争窗口CW增大为所述竞争窗口CW的2倍，即2×CW；作为站点STA按照控制帧的指示字段将竞争窗口增大的另一个实施例，站点STA也可以不以当前使用的竞争窗口为基准来增大竞争窗口，而以某个特定值为基准来增大竞争窗口，即不改变当前使用的竞争窗口，而是将下次竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，以2×CWmin作为下次竞争窗口的初始值，其中，CWmin为竞争窗口预设的最小值，CWmin是预设的最小值，可以根据标准或者协议的规定设置。
对于第二种情形，即，在STA接收到由接入点广播的控制帧或信标帧且所述站点STA正在竞争信道时，作为站点STA按照控制帧的指示字段将竞争窗口增大的一个实施例，站点STA将本次竞争信道时的竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，其中，CWmin为竞争窗口预设的最小值。
附图2示例的控制帧只是指示了网络内全部站点或部分站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，但具体增大到多少由接收到控制帧的站点决定。在本发明实施例中，还可以由接入点在控制帧中携带一个系数，指示网络内全部站点或部分站点在有数据需要发送时根据该系数增大竞争窗口，即，若接入点向网络内全部站点广播控制帧或信标帧，则该控制帧或信标帧还可以包括值为hCW的“窗口”字段，如附图3所示本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图。该“窗口”字段的值hCW用于指示网络内全部站点在有数据需要发送时根据hCW增大当前竞争窗口。例如，若所述站点STA正在退避，则所述站点STA在收到带有值hCW的“窗口”字段的控制帧时，将当前使用的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin，其中，CWmin为竞争窗口预设的最小值，或者，若所述站点STA正在竞争信道，则所述站点STA在收到带有值hCW的“窗口”字段的控制帧时，将当前竞争信道时的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin。
若站点STA接收到的是由接入点组播的控制帧，则该组播的控制帧还包括至少一个“组号”字段，该“组号”字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。如附图4a所示，是本发明另一实施例提供的控制帧结构示意图，“组号1”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点1(STA1)，“组号2”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点2(STA2)，...，“组号n”字段指示网络内需要接收组播的控制帧的站点是站点n(STAn)等等。若网络内的部分站点收到的是如附图4a示例的控制帧，“组号1”字段对应的站点1(STA1)、“组号2”字段对应的站点2(STA2)、...、“组号n”字段对应的站点n(STAn)在有数据发送且正在退避时，则均可以将当前使用的竞争窗口的值CW增大为所述竞争窗口CW的2倍，即2×CW，或者，不改变当前使用的竞争窗口，而是将下次竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，以2×CWmin作为下次竞争窗口的初始值，其中，CWmin为竞争窗口预设的最小值。若网络内的部分站点收到的是如附图4a示例的控制帧，“组号1”字段对应的站点1(STA1)、“组号2”字段对应的站点2(STA2)、...、“组号n”字段对应的站点n(STAn)在有数据发送且正在竞争信道时，则均可以将当前竞争信道时的竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，其中，CWmin为竞争窗口预设的最小值。
若接入点组播的控制帧结构如附图4b所示，即，该控制帧包括一个值为hCW的“窗口”字段。由于该控制帧只有一个“窗口”字段，因此，所有“组号”字段对应的站点在收到控制帧并且有数据需要发送时时，均是根据同一“窗口”字段的值hCW增大当前竞争窗口，例如，站点1(STA1)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin，站点2(STA2)在有数据需要发送时也是将当前竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，即hCW×CWmin等等。
若接入点组播的控制帧还包括个数与所述组号字段个数相等的“窗口”字段，每一个“窗口”字段对应于每一个“组号”字段，如附图5所示。其中，每一个“窗口”字段的值hCWi用于指示每一个“窗口”字段对应的每一个“组号i”字段所对应的站点在有数据需要发送时根据该“窗口”字段的值hCWi增大当前竞争窗口，即，每一个窗口字段的值hCWi用于指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，例如，站点1(STA1)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW1×CWmin；“窗口2”字段的值hCW2用于指示“窗口2”字段对应的每一个“组号2”字段所对应的站点2(STA2)在有数据需要发送时根据该“窗口2”字段的值hCW2增大当前竞争窗口，例如，站点2(STA2)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCW2×CWmin......，“窗口n”字段的值hCW2用于指示“窗口n”字段对应的每一个“组号n”字段所对应的站点n(STAn)在有数据需要发送时根据该“窗口n”字段的值hCWn增大当前竞争窗口，例如，站点n(STAn)在有数据需要发送时将当前竞争窗口增大为hCWn×CWmin等等。
S603，站点STA在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
如前所述，假设当前使用的竞争窗口值为CW，增大的竞争窗口为2×CW，或者，假设增大的竞争窗口值为hCW×CWmin(hCW×CWmin记为CWdef)，或者，假设增大的竞争窗口值为2×CWmin，其中，hCW为“窗口”字段的值，CWmin为竞争窗口预设的最小值，则收到控制帧的站点STA在有数据需要发送且正在退避时，该站点STA可以在[0，2×CW]或[0，CWdef]内随机选择一个数值，然后，将该数值乘以相应的协议时隙，即得到退避时长(Back off Time)，使用公式表示即TBoT＝Random(0，2×CW)×Tst，或者，TBoT＝Random(0，CWdef)×Tst，公式中，TBoT为退避时长，Random()是随机选择函数，Tst是协议时隙。
在本发明实施例中，也可以增大的竞争窗口作为初始值来确定退避时长。例如，收到控制帧的站点STA在有数据需要发送且正在竞争信道时，则该站点STA可以选择增大竞争窗口2×CWmin或CWdef作为本次竞争窗口的初始值，然后，将该数值乘以相应的协议时隙，即得到退避时长，使用公式表示即TBoT＝2×CWmin×Tst，或者，TBoT＝CWdef×Tst，公式中，TBoT为退避时长，Tst是协议时隙。
请参阅附图7a，是本发明实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图7a示例的网络拥塞的控制装置可以是无线局域网中的接入点(Access Point，AP)，其包括：
发送模块702，用于若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
附图7a示例的控制网络拥塞的装置可进一步包括监听模块701，如附图7b所示本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置。监听模块701，用于在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度，发送模块702可以获得监听模块701对信道监听的结果，以获知当前网络是否发生拥塞。
需要说明的是，以上控制网络拥塞的装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述控制网络拥塞的装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的监听模块，可以是具有执行前述在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度的硬件，例如监听器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的发送模块，可以是具有执行前述若判断当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧功能的硬件，例如发送器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备(本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则)。
在附图7a或附图7b示例的控制网络拥塞的装置中，若发送模块702向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内全部站点广播控制帧或信标帧，则所述控制帧或信标帧还包括值为hCW的“窗口”字段，如附图3所示。附图3示例的“窗口”字段的值hCW用于指示所述站点在有数据需要发送时根据该hCW增大竞争窗口。例如，指示所述全部站点在有数据需要发送时增大竞争窗口包括：指示所述全部站点在有数据需要发送时将所述竞争窗口增大为hCW×CWmin，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。若发送模块702向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内部分站点组播控制帧，则所述控制帧还包括至少一个“组号”字段(包括“组号1”字段、“组号2”字段、...、“组号n”字段)，如附图4a所示，所述“组号”字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。
进一步地，发送模块702组播的包括至少一个组号字段的控制帧还可以包括值为hCW的“窗口”字段，如附图4b所示，所述“窗口”字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时根据所述“窗口”字段的值hCW增大竞争窗口，例如，指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。
进一步地，发送模块702组播的包括至少一个“组号”字段的控制帧还可以包括个数与所述“组号”字段个数相等的“窗口”字段，如附图5所示。所述每一个“窗口”字段对应于所述每一个“组号”字段，所述每一个“窗口”字段的值hCWi用于指示每一个“窗口”字段对应的每一个“组号i”字段所对应的站点在有数据需要发送时根据所述“窗口”字段的值hCW增大当前竞争窗口，例如，指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。
请参阅附图8，是本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置结构示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图7示例的控制网络拥塞的装置可以是无线局域网中的站点(Station，STA)，其包括接收模块801、竞争窗口变更模块802和退避时长确定模块803，其中：
接收模块801，用于接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
竞争窗口变更模块802，用于按照所述指示字段将竞争窗口增大；
退避时长确定模块803，用于在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
需要说明的是，以上控制网络拥塞的装置的实施方式中，各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述控制网络拥塞的装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成，例如，前述的接收模块，可以是具有执行前述接收由接入点发送的控制帧或信标帧的硬件，例如接收器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备；再如前述的竞争窗口变更模块，可以是具有执行前述按照所述指示字段将竞争窗口增大的硬件，例如竞争窗口变更器，也可以是能够执行相应计算机程序从而完成前述功能的一般处理器或者其他硬件设备(本说明书提供的各个实施例都可应用上述描述原则)。
若所述接收模块801接收到的控制帧是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述装置正在退避，则附图8示例的竞争窗口变更模块802可进一步包括第一变更单元901或第二变更单元902，如附图9a或附图9b所示本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置，其中：
第一变更单元901，用于用于将当前使用的竞争窗口CW增大为所述竞争窗口CW的2倍，即2×CW；
第二变更单元902，用于将下次竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。
若所述接收模块801接收到的是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述装置正在竞争信道，则附图8示例的竞争窗口变更模块802可进一步包括第三变更单元903，退避时长确定模块803可包括第一确定单元904，如附图9c所示本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置，其中：
第三变更单元903，用于将本次竞争信道时的竞争窗口增大为CWmin的2倍，即2×CWmin，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值；
第一确定单元904，用于以所述2×CWmin作为竞争窗口初始值确定退避时长。
附图8示例的控制网络拥塞的装置中，接收模块801接收的控制帧或信标帧还包括值为hCW的“窗口”字段。若所述装置正在退避，则竞争窗口变更模块802可以包括第四变更单元1001，如附图10所示本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置。第四变更单元1001用于将当前使用的竞争窗口增大为hCW×CWmin，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。若所述装置正在竞争信道，则所述竞争窗口变更模块802可包括第五变更单元1101，所述退避时长确定模块803包括第二确定单元1102，如附图11所示本发明另一实施例提供的控制网络拥塞的装置。第五变更单元1101用于将本次竞争信道时的竞争窗口增大为hCW×CWmin，第二确定单元1102，用于以所述hCW×CWmin作为初始值确定退避时长。
附图8示例的控制网络拥塞的装置中，若所述接收模块801接收到的是由接入点组播的控制帧，则所述控制帧还包括至少一个“组号”字段，如附图4a所示。附图4a示例的“组号”字段(包括“组号1”字段、“组号2”字段、...、“组号n”字段)用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。进一步地，控制帧还包括值为hCW的“窗口”字段，如附图3所示。附图3示例的“窗口”字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时根据所述“窗口”字段的值hCW增大当前竞争窗口。进一步地，控制帧还包括个数与所述“组号”字段个数相等的“窗口”字段，如附图5所示。附图5示例的每一个“窗口”字段对应于所述每一个“组号i”字段，所述每一个“窗口”字段的值hCWi用于指示每一个“窗口”字段对应的每一个“组号i”字段所对应的站点在有数据需要发送时根据所述“窗口”字段的值hCW增大当前竞争窗口，例如，指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口预设的最小值。
请参阅附图12，本发明实施例提供的一种无线局域网络系统，该系统可以更好的控制网络拥塞。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图12示例的无线局域网络系统包括接入点1201和站点1202，接入点1201可以是附图7示例的控制网络拥塞的装置，站点1202可以是附图8至附图11任一示例的控制网络拥塞的控制装置，其中：
接入点1201，用于在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度，若判断当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
站点1202，用于接收由所述接入点1201发送的控制帧或信标帧，按照所述指示字段将竞争窗口增大，在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时间，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，比如以下各种方法的一种或多种或全部：
方法一包括：
在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度；
若判断当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
方法二包括：
站点STA接收由接入点发送的控制帧或信标帧所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
所述站点STA按照所述指示字段将竞争窗口增大；
站点STA在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

Claims (27)

1.一种控制网络拥塞的方法，其特征在于，所述方法包括：
若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内全部站点广播控制帧或信标帧，则所述控制帧或信标帧还包括竞争窗口字段，取值为hCW；
所述指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口包括：指示所述网络内全部站点在有数据需要发送时将所述全部站点的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口最小值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内部分站点组播控制帧，则所述控制帧还包括至少一个组号字段，所述组号字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制帧还包括值为hCW的窗口字段，所述窗口字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制帧还包括个数与所述组号字段个数相等的窗口字段，所述每一个窗口字段对应于所述每一个组号字段，所述每一个窗口字段的值hCWi用于指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将窗口窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
6.如权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述向网络内站点发送控制帧或信标帧之前，包括：
在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度。
7.一种控制网络拥塞的方法，其特征在于，所述方法包括：
站点STA接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内的站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
所述站点STA按照所述指示字段将所述竞争窗口增大；
站点STA在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述站点STA接收到的控制帧是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述站点STA正在退避，则所述站点STA按照所述指示字段将竞争窗口增大包括：
所述站点STA将当前使用的竞争窗口CW增大为所述竞争窗口CW的2倍；或者
所述站点STA将下次竞争窗口增大为CWmin的2倍，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述站点STA接收到的是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述站点STA正在竞争信道，则所述站点STA按照所述指示字段将竞争窗口增大包括：所述站点STA将当前竞争信道时的竞争窗口增大为CWmin的2倍，所述CWmin为竞争窗口的最小值，所述站点STA以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时间包括：所述站点STA以所述CWmin的2倍作为竞争窗口初始值确定退避时长。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制帧或信标帧还包括值为hCW的窗口字段；
若所述站点STA正在退避，则所述站点STA按照所述指示字段将竞争窗口增大包括：所述站点STA将当前使用的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值；
若所述站点STA正在竞争信道，则所述站点STA按照所述指示字段将竞争窗口增大包括：所述站点STA将本次竞争信道时的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述站点STA以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时间包括：所述站点STA以所述hCW与CWmin的乘积作为竞争窗口初始值确定退避时长。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述站点STA接收到的是由接入点组播的控制帧，则所述控制帧还包括至少一个组号字段，所述组号字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制帧还包括窗口字段，所述窗口字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制帧还包括个数与所述组号字段个数相等的窗口字段，所述每一个窗口字段对应于所述每一个组号字段，所述每一个窗口字段的值hCWi用于指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
14.一种接入点AP，其特征在于，包括：
发送模块，用于当前网络发生拥塞时向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
15.如权利要求14所述的接入点，其特征在于，若发送模块向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内全部站点广播控制帧或信标帧，则所述控制帧或信标帧还包括值为hCW的窗口字段；所述指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口包括：指示所述网络内全部站点在有数据需要发送时将所述竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
16.如权利要求14所述的接入点，其特征在于，若发送模块向网络内站点发送控制帧或信标帧为向网络内部分站点组播控制帧，则所述控制帧还包括至少一个组号字段，所述组号字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。
17.如权利要求16所述的接入点，其特征在于，所述控制帧还包括值为hCW的窗口字段，所述窗口字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
18.如权利要求17所述的接入点，其特征在于，所述控制帧还包括个数与所述组号字段个数相等的窗口字段，所述每一个窗口字段对应于所述每一个组号字段，所述每一个窗口字段的值hCWi用于指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
19.如权利要求14至17任意一项所述的接入点，其特征在于，所述装置还包括：
监听模块，用于在各个站点发送数据前开始监听信道，以判断当前网络的拥塞程度。
20.一种用户站点STA，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收由接入点发送的控制帧或信标帧，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
竞争窗口变更模块，用于按照所述指示字段将所述竞争窗口增大；
退避时长确定模块，用于在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时长。
21.如权利要求20所述的站点STA，其特征在于，若所述接收模块接收到的是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述装置正在退避，则所述竞争窗口变更模块包括第一变更单元或第二变更单元；
所述第一变更单元，用于将当前使用的竞争窗口CW增大为所述竞争窗口CW的2倍；
所述第二变更单元，用于将下次竞争窗口增大为CWmin的2倍，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
22.如权利要求20所述的站点STA，其特征在于，若所述接收模块接收到的是由接入点广播的控制帧或信标帧，且所述装置正在竞争信道，则所述竞争窗口变更模块包括第三变更单元，用于将当前竞争信道时的竞争窗口增大为CWmin的2倍，所述CWmin为竞争窗口的最小值；
所述退避时长确定模块包括第一确定单元，用于以所述CWmin的2倍作为竞争窗口初始值确定退避时长。
23.如权利要求20所述的站点STA，其特征在于，所述控制帧或信标帧还包括值为hCW的窗口字段；
若所述装置正在退避，则所述竞争窗口变更模块包括第四变更单元，用于将当前使用的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值；
若所述装置正在竞争信道，则所述竞争窗口变更模块包括第五变更单元，用于将当前竞争信道时的竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述退避时长确定模块包括第二确定单元，用于以所述hCW与CWmin的乘积作为竞争窗口初始值确定退避时长。
24.如权利要求20所述的站点STA，其特征在于，若所述接收模块接收到的是由接入点组播的控制帧，则所述控制帧还包括至少一个组号字段，所述组号字段用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点。
25.如权利要求24所述的站点STA，其特征在于，所述控制帧还包括值为hCW的窗口字段，所述窗口字段的值hCW用于指示所述网络内需要接收所述控制帧的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCW与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
26.如权利要求24所述的站点STA，其特征在于，所述控制帧还包括个数与所述组号字段个数相等的窗口字段，所述每一个窗口字段对应于所述每一个组号字段，所述每一个窗口字段的值hCWi用于指示每一个窗口字段对应的每一个组号i字段所对应的站点在有数据需要发送时将竞争窗口增大为hCWi与CWmin的乘积，所述CWmin为竞争窗口的最小值。
27.一种无线局域网络系统，其特征在于，所述系统包括接入点和站点；
所述接入点，用于若当前网络发生拥塞，则向网络内站点发送控制帧或信标帧，以使所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口，所述控制帧或信标帧包括用于指示所述站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段；
所述站点，用于接收由所述接入点发送的控制帧或信标帧，按照所述指示字段将竞争窗口增大，在所述增大的竞争窗口内随机选择一个竞争窗口数值或者以所述增大的竞争窗口作为竞争窗口初始值确定退避时间，所述控制帧或信标帧包括用于指示网络内站点在有数据需要发送时增大竞争窗口的指示字段。
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