CN103582004B - 一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元 - Google Patents

一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元，其中，方法包括：获得接入网络中的接入网元下发的消息；若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述接入控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络。本发明的方案可以降低接入网元的中终端的碰撞的概率，缓解接入网元的拥塞状况。

Description

一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是指一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元。
背景技术
目前IEEE 802.11比较活跃的两个工作组：11ah和11ai中，都有支持大量终端同时接入AP（无线接入点）的需求。其中，11ah是针对1GHz以下智能抄表应用的扩展，其目标之一是支持高达6000个关联站点，而在某种条件下，如危险紧急情况报警，有发生大量终端同时试图接入一个AP而发生接入拥塞的可能性；而11ai中有一个应用场景是地铁到站后，大量用户走出地铁，手机终端试图与站台附近的AP连接而发生接入拥塞。
11中目前通过发送EDCA（Enhanced Distributed Channel Access，增强分布式信道接入）来控制终端接入AP的优先级，EDCA的格式如图1所示，其中的AC_BE、AC_BK、AC_VI和AC_VO参数记录的格式的初始化及分配如图2所示；其中，CWmin和CWmax分别采用如下的计算方式：CWmin＝2ECWmin－1,CWmax=2ECWmax－1，所以AP可以通过设置EDCA参数来控制AIFSN（Arbitration Inter Frame Spacing Number，仲裁帧间隙数），CWmin和CWmax，EDCA可以在Beacon中传输，AP也可以在后续的通信过程中修改EDCA。
终端竞争接入AP的信道时，使用的退避窗口都是由CWmin开始，在（0，CWmin）之间产生一个随机数CW1，退避时间为CW1×Timeslot（时隙）。如果竞争失败，则下一次在（0，2×CWmin）之间产生一个随机数CW2，退避时间为CW2×Timeslot，直到到达CWmax，这种退避机制被称为二进制退避。
当大量的终端需要与AP建立连接时，所有终端产生的首次退避时间都集中在（0，CWmin×Timeslot）之间，由于CWmin通常设置得较小，如31，那么终端的随机接入集中在（0，620us）这么短的时间内，极易产生碰撞；即使在后续的二进制退避过程中，终端的接入窗口也是从小到大逐步增大，且窗口值还是较小，很容易产生碰撞。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种网络接入控制的方法、装置、终端和网元，可以降低接入网元的中终端的碰撞的概率，缓解接入网元的拥塞状况。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种网络接入控制的方法，包括：
获得接入网络中的接入网元下发的消息；
若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络。
其中，所述接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M。
其中，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络的步骤包括：
产生一随机数；
将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据所述终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
其中，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络的步骤包括：
产生新的信道接入参数；
根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
其中，所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax=2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，AIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
本发明的实施例还提供一种网络接入控制的装置，包括：
获得模块，用于获得接入网络中的接入网元下发的消息；
接入模块，用于判断若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络。
其中，所述接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M。
其中，所述装置还包括：
产生模块，用于产生一随机数；
所述接入模块在根据所述接入控制信息，接入所述接入网络时，具体用于将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据所述终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
其中，所述接入模块在选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络时，具体用于：产生新的信道接入参数；根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
其中，所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax=2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，AIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
本发明的实施例还提供一种终端，包括：如上所述的装置。
本发明的实施例还提供一种网元，包括：
消息产生模块，用于根据所述网元当前的拥塞状况，产生一消息；
下发模块，用于向终端下发所述消息，使终端根据所述消息中是否携带接入控制信息，选择相应的接入网元接入网络。
其中，所述消息产生模块具体用于根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延，产生所述消息。
其中，所述接入控制信息包括：概率P和接入控制参数M；其中P和M根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延获得。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，通过判断接收到的接入网元下发的消息中有没有携带接入控制信息，若没有，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络；可以缓解这种大量终端同时接入接入网元引起的碰撞和资源消耗。
附图说明
图1为现有的EDCA的格式示意图；
图2为图1中所示的AC_BE、AC_BK、AC_VI和AC_VO参数记录的格式的初始化及分配示意图；
图3为本发明的网络接入控制的方法第一实施例流程图；
图4为本发明的网络接入控制的方法第二实施例流程图；
图5为图4所示的实施例中，接入网元1的接入控制参数示意图；
图6为图4所示的实施例中，接入网元2的接入控制参数示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图3所示，本发明的实施例提供一种网络接入控制的方法，包括：
步骤11，获得接入网络中的接入网元下发的消息；
步骤12，若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络。
本发明的该实施例通过判断接收到的接入网元下发的消息中有没有携带接入控制信息，若没有，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络；可以缓解这种大量终端同时接入接入网元引起的碰撞和资源消耗。
其中，上述接入网元下发的接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M。
如图4所示，为本发明的第二实施例，包括：
步骤21，获得接入网络中的接入网元下发的消息；
步骤22，判断所述消息中是否携带接入控制信息；
步骤23，若没有，则选择所述消息中没有携带所述接入控制信息的接入网元，接入所述接入网络；
步骤24，若是，则产生一随机数；
步骤25，判断所述随机数是否小于所述概率P；
步骤26，若否，则根据所述终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；
步骤27，若是，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
该实施例中，接入控制消息可以由终端收到信标帧（beacon）或探测响应帧（probe response）消息，或者其它管理帧携带，基于其中的接入控制信息，按照此实施例所述的方案进行接入网络，可以优选分散一部分终端；其中，所述接入网络优选为WLAN网络等无线网络。
优选的，上述实施例中，所述随机数为0到1之间的随机数，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络的步骤包括：
产生新的信道接入参数；
根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax=2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，NAIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
当然，上述新的信道接入参数也可以不包括AIFSN。
如图5和图6所示，例如AP1（接入网元1）广播P=0.3,M=2；AP2广播P=0.6,M=3,STA当前业务使用的AIFSN＝2，CWmin=31,CWmax=1023,那么
如果终端A产生的随机数为0.2,终端A将使用新的CW，即：
NCWmin=22×(31+1)-1=127,NCWmax=22×(1023+1)-1=4095，NAIFSN＝2×2＝4；
如果终端B产生的随机数为0.7,终端B将使用当前的AIFSN＝2，CWmin＝31和CWmax＝1023。
本发明的上述实施例中，所述接入网络优选为WLAN网络等无线网络，当接入网络的接入网元AP负荷较重或产生拥塞时，AP在beacon或者proberesponse消息，或者其它管理帧中携带接入控制信息，如概率P和接入控制参数M；终端收到beacon或probe response消息或者其它管理帧后，终端STA判断接收到的beacon，probe response消息，或者其它管理帧中是否携带概率P和接入控制参数M；
1．如果有的AP发送的消息中不含有这两个参数，则STA按照目前的EDCA参数尝试与没有发送P和M的AP进行连接；
2．如果STA收到的所有APi发的信息中都有概率Pi和接入控制参数Mi(i=1,2,...)，则终端自己产生一个0到1之间的随机数n，并与每个Pi进行比较：
1）如果n不小于某个概率Pi，则说明STA在与APi连接的时候可以使用当前的EDCA参数，STA优先尝试与APi建立连接，并使用当前的EDCA参数；
2）如果n小于所有的概率Pi，则STA选择接入控制参数M最小（意味着EDCA被扩展的倍数也最少）的AP尝试与之连接，连接时使用新的EDCA参数：
NAIFSN=Mj×AIFSN,
NCWmin＝2Mj×(CWmin+1)-1；NCWmax=2Mj×(CWmax+1)-1；
其中，j为终端接收到多个AP的消息时，M最小的AP的序号。
本发明的实施例还提供一种网络接入控制的装置，包括：
获得模块，用于获得接入网络中的接入网元下发的消息；
接入模块，用于判断若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络。
其中，所述接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M。
其中，上述装置还包括：
产生模块，用于产生一随机数；
所述接入模块在根据所述接入控制信息，接入所述接入网络时，具体用于将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据所述终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
其中，所述接入模块在选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络时，具体用于：产生新的信道接入参数；根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
其中，所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax=2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，AIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
需要说明的是：该装置实施例是与上述方法实施例相对应装置，上述方法实施例中所有实现手段均适用于该装置实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种终端，包括：如上所述的装置。
本发明的实施例还提供一种网元，包括：
消息产生模块，用于根据所述网元当前的拥塞状况，产生一消息；
下发模块，用于向终端下发所述消息，使终端根据所述消息中是否携带接入控制信息，选择相应的接入网元接入网络。
其中，所述消息产生模块具体用于根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延，产生所述消息。
其中，所述接入控制信息包括：概率P和接入控制参数M；其中P和M根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延获得。
本发明的该网元，同样是在当该网元（AP）负荷较重或产生拥塞时，在beacon或者probe response消息，或者其它管理帧中携带接入控制信息，如概率P和接入控制参数M；终端收到beacon或probe response消息，或者其它管理帧后，基于其中携带的接入控制信息，选择相应的接入网元，接入接入网络，可以缓解这种大量终端同时接入接入网元引起的碰撞和资源消耗，让部分终端采用较大的退避窗口接入网络，从而使终端的接入较为分散，降低了碰撞的概率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种网络接入控制的方法，其特征在于，包括：
获得接入网络中的接入网元下发的消息；
若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述接入控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络；所述接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M；
根据所述接入控制信息，接入所述接入网络的步骤包括：
产生一随机数；
将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络的步骤包括：
产生新的信道接入参数；
根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax＝2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，AIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
4.一种网络接入控制的装置，其特征在于，包括：
获得模块，用于获得接入网络中的接入网元下发的消息；
接入模块，用于判断若所述消息中没有携带接入控制信息，则选择所述消息中没有携带所述控制信息的接入网元，接入所述网络；否则，根据所述接入控制信息，接入所述接入网络；所述接入控制消息包括：概率P和接入控制参数M；
产生模块，用于产生一随机数；
所述接入模块在根据所述接入控制信息，接入所述接入网络时，具体用于将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述接入模块在选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络时，具体用于：产生新的信道接入参数；根据所述新的信道接入参数，通过所述接入网元接入所述接入网络。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述新的信道接入参数包括：NAIFSN、NCWmin和NCWmax；其中，
NAIFSN＝M×AIFSN；
NCWmin＝2M×(CWmin+1)-1；
NCWmax＝2M×(CWmax+1)-1；
其中，NAIFSN为新的仲裁帧间隙数，AIFSN为当前仲裁帧间隙数；
NCWmin为新的退避窗口参数的最小值，CWmin为当前退避窗口参数的最小值；
NCWmax为新的退避窗口参数的最大值，CWmax为当前退避窗口参数的最大值。
7.一种终端，其特征在于，包括：如权利要求4－6任一项所述的装置。
8.一种网元，其特征在于，包括：
消息产生模块，用于根据所述网元当前的拥塞状况，产生一消息；
下发模块，用于向终端下发所述消息，使终端根据所述消息中是否携带接入控制信息，选择相应的接入网元接入网络；所述消息产生模块具体用于根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延，产生所述消息；所述接入控制信息包括：概率P和接入控制参数M；其中P和M根据所述网元收到的探测请求和/或传输的数据包时延获得；
具体的，所述下发模块使得终端产生一随机数，并在根据所述接入控制信息，接入所述接入网络时，将所述随机数与所述概率P进行比较，若所述随机数不小于所述概率P，则根据终端的当前的信道接入参数，通过下发所述概率P的接入网元，接入所述接入网络；否则，选择下发的接入控制参数M最小的接入网元，接入所述接入网络。
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