CN104410994A - 无线接入点的管理帧速率控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线接入点的管理帧速率控制方法及系统，所述方法包括步骤：统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。本发明将数据帧和管理帧进行分离，单独对管理帧进行速率调整和控制，改变管理帧的覆盖范围，优化和避免无线接入点边缘区域上下行管理帧速率间不匹配的问题，提高STA的接通率。

Description

无线接入点的管理帧速率控制方法及系统

【技术领域】

本发明涉及无线网络领域，特别是涉及一种无线接入点的管理帧速率控制方法及系统。

【背景技术】

随着WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网络)802.11n标准的发布和产业链的不断成熟，支持802.11n的网络设备和终端产品的普及率正逐步提高。在WLAN的应用中，WLAN的边缘区域的覆盖一直存在诸多难点，由于802.11n设备的穿透性能较差，在现实环境中容易受到建筑物的遮挡、复杂环境的干扰等外界因素，导致在边缘区域的信号不稳定，边缘区域用户容易出现能侦测到AP(Access Point，无线接入点)的信号但却无法连接和访问网络的问题。STA(Station，站、客户端)上行管理帧速率和AP下行管理帧速率间的不匹配是导致该类问题出现的原因之一，使STA上行管理帧速率和AP下行管理帧速率间速率匹配也是改善该类问题的根本途径之一。

传统的速率调整主要包括两种方法：1、降低AP的发射功率，使得STA上行管理帧速率和AP下行管理帧速率匹配，以达到WLAN上下行链路的平衡。2、增加STA的发射功率，例如，接收WiFi信号的CPE(Customer Premise Equipment，客户终端设备)设备。虽然上述两种方法都能够使STA上行管理帧速率和AP下行管理帧速率匹配，但却有弊端重重。第一种方法降低了AP的发射功率，直接导致了AP的覆盖范围的减小，且由于AP发射功率降低使得AP发射的数据帧容易受到其他信号的干扰，最终导致WLAN的通信质量下降。第二种方法虽然不会导致影响AP的覆盖范围，但是会增加STA的耗电量，另外受制于产业链的发展，移动终端、平板电脑、笔记本电脑等SAT的终端芯片功率大部分设计在20mw～50mw之间，SAT面临发射功率难以提升的困境。

【发明内容】

基于此，有必要针对现有技术的问题，提供一种无线接入点的管理帧速率控制方法及系统，能够优化AP的覆盖区域，改善边缘区域的信号不稳定状况。

一种无线接入点的管理帧速率控制方法，包括步骤：

统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

相应地，本发明还包括一种无线接入点的管理帧速率控制系统，包括：

统计模块，用于统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

速率配置模块，用于针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

速率匹配模块，用于将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

管理帧提取控制模块，用于提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

本发明首先统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率，依据所述信道干扰和所述发射功率配置管理帧的目标速率，然后根据所述速率配置参数生成符合无线协议标准的实际发射速率，以保证无线接入点能够调制出正确的信号。然后提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，使得管理帧与数据帧能够分离，最后将管理帧根据相应的实际发射速率送进行速率控制。本发明将数据帧和管理帧进行分离，单独对管理帧进行速率调整和控制，从而改变管理帧的覆盖范围，优化和避免无线接入点边缘区域上下行管理帧速率间不匹配的问题，提高STA的接通率，改善边缘区域的信号不稳定状况，最终改善无线接入点的网络质量。

【附图说明】

图1为本发明无线接入点的管理帧速率控制方法一种实施例的流程图；

图2为本发明无线接入点的管理帧速率控制系统一种实施例的结构框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

请参阅图1，其是本发明无线接入点的管理帧速率控制方法一种实施例的流程图。

一种无线接入点的管理帧速率控制方法，包括步骤：

S101：统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

通过信道扫描器获取无线接入点周边的信道使用情况，例如，信道带宽、信道信噪比、无线接入点误码率等，然后汇总统计出无线接入点当前所使用信道的信道干扰，然后从无线接入点的功率控制模块中获取无线接入点当前的发射功率。

S102：针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

一般地，管理帧包括信标帧(Beacon帧)、探测帧、鉴权帧、关联帧等类型，不同的管理帧类型具有不同的特点，所以需要针对每种管理帧类型分别进行目标速率的查询和获取。

查询速率配置表内所述信道干扰所在的区间范围，然后再查询在所述发射功率下，每种管理帧类型所对应的目标速率。

在所述速率配置表中，信道干扰区间及发射功率对应的目标速率根据实验测试获得。

S103：将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

基本速率集包括符合无线通信协议的可用速率，通过查表方式对所述目标速率进行速率匹配，以查找与所述目标速率最为接近的可用速率作为实际发射速率。由于无线通信协议中可用速率从数值上看是离散的，通过速率匹配以便无线接入点能够调制出正确的信号。

S104：提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

无线接入点的待发射数据流包括管理帧和数据帧，从无线接入点的待发射数据流中提取管理帧，使得管理帧能够与数据帧分开。然后将提取出来的管理帧依据管理帧类型和对应的实际发射速率进行速率控制。

本发明首先统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率，依据所述信道干扰和所述发射功率配置管理帧的目标速率，然后根据所述速率配置参数生成符合无线协议标准的实际发射速率，以保证无线接入点能够调制出正确的信号。然后提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，使得管理帧与数据帧能够分离，最后将管理帧根据相应的实际发射速率送进行速率控制。本发明将数据帧和管理帧进行分离，单独对管理帧进行速率调整和控制，从而改变管理帧的覆盖范围，优化和避免无线接入点边缘区域上下行管理帧速率间不匹配的问题，提高STA的接通率，改善边缘区域的信号不稳定状况，最终改善无线接入点的网络质量。

在一种实施例中，上述步骤S103中将所述目标速率与无线接入点的基本速率集进行速率匹配的步骤，可以具体包括以下步骤。

S201：针对每种管理帧类型，计算所述目标速率与基本速率集中每个可用速率的差值，将差值最小的可用速率判定为实际发射速率；

针对每种管理帧类型所对应的目标速率，先计算所述目标速率与基本速率集中该管理帧类型所能够使用的每个可用速率的差值，差值最小的可用速率其实就是最接近目标速率的可用速率，此时将该可用速率判定为实际发射速率，能够保证对无线接入点管理帧的速率控制具有明显的效果。当差值为零时，目标速率与可用速率相等，也就是说实际发射速率就是目标速率，此时无线接入点的管理帧与STA上行的管理帧在速率间达到匹配，为最佳效果。

S202：若差值最小的可用速率不止一个，则将差值最小的可用速率中速率值最小的可用速率判定为实际发射速率。

在差值最小的可用速率不止一个，也就是说目标速率位于基本速率集中两个可用速率值的中间，此时这两个可用速率值中最小的可用速率判定为实际发射速率。管理帧速率越大，其管理帧能够辐射的范围就越小，而此时管理帧对数据帧的干扰也将增大，选择两个可用速率值中最小的可用速率为实际发射速率能够尽量减少对管理帧的辐射范围的影响以及对数据帧的干扰。

将最接近目标速率的可用速率判定为该管理帧的实际发射速率，使得无线接入点能够调制出符合无线通讯协议要求的管理帧信号，另外能够保证对无线接入点管理帧的速率控制具有明显的效果。在目标速率位于基本速率集中两个可用速率值的中间的情况下，将两个可用速率值中最小的可用速率判定为实际发射速率，能够尽量减少对管理帧的辐射范围的影响以及对数据帧的干扰。

在一个实施例中，上述步骤S104中提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧的步骤，可以包括以下子步骤。

S301：识别无线接入点的待发射数据流中每个帧结构的帧头；

从所述无线接入点的待发射数据流中查询帧结构的起始字段，并查看从起始字段之后指定字段是否与帧结构的结束字段相等。若相等，则可判定从起始字段到结束字段位置为一个帧结构。从起始字段开始根据无线通信协议中规定的帧头的长度，就能够识别出具体的帧头。

S302：若所述帧头与预设字段相同，则判定该帧结构为管理帧，并提取该管理帧。

识别了帧结构的帧头后，将所述帧头与预设字段相比对，如果帧头与预设字段相同，则判定该帧结构为管理帧，然后提取从待发射数据流中起始字段至结束字段的部分。

通过将帧头与预设字段对比，以判定该帧结构是否为管理帧，能够简单容易地从待发射数据流中提取管理帧，使得提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧的步骤能够容易通过程序实现，减少提取管理帧的实现步骤，提高管理帧的提取效率。

在一个实施例中，上述步骤S104中跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制的步骤，可以包括以下子步骤：

S401：根据所述管理帧类型对所述管理帧进行分类；

一般地，管理帧包括信标帧(Beacon帧)、探测帧、鉴权帧、关联帧等类型，识别管理帧帧头所包含的管理帧类型的字段信息，根据所述管理帧类型与所述字段信息的对应关系对所述管理帧进行分类。

S402：将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，并按照对应的实际发射速率通过所述速率控制器进行速率控制。

将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，也就是说一个速率控制器控制一类管理帧的速率，然后根据该管理帧类型对应的实际发射速率通过速率控制器进行速率控制。

通过对管理帧进行分类，每种类型的管理帧使用对应的速率控制器依据对应的实际发射速率进行速率控制，能够高效率地对每种类型的管理帧进行速率控制，从而避免了只有单一速率控制器时而针对每种管理帧速率控制需要软件或者硬件频繁切换的问题以及切换过程当中出现的问题，能够尽可能地保证根据管理帧的类型和对应的实际发射速率对管理帧进行速率控制。

请参阅图2，其是本发明无线接入点的管理帧速率控制系统一种实施例的结构框图。

一种无线接入点的管理帧速率控制系统，包括：

统计模块201，用于统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

统计模块201通过信道扫描器获取无线接入点周边的信道使用情况，例如，信道带宽、信道信噪比、无线接入点误码率等，然后汇总统计出无线接入点当前所使用信道的信道干扰，然后统计模块201从无线接入点的功率控制模块中获取无线接入点当前的发射功率。

速率配置模块202，用于针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

速率配置模块202查询速率配置表内所述信道干扰所在的区间范围，然后速率配置模块202再查询在所述发射功率下，每种管理帧类型所对应的目标速率。

在所述速率配置表中，信道干扰区间及发射功率对应的目标速率根据实验测试获得。

速率匹配模块203，用于将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

基本速率集包括符合无线通信协议的可用速率，速率匹配模块203通过查表方式对所述目标速率进行速率匹配，以查找与所述目标速率最为接近的可用速率作为实际发射速率。由于无线通信协议中可用速率从数值上看是离散的，通过速率匹配以便无线接入点能够调制出正确的信号。

管理帧提取控制模块204，用于提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

无线接入点的待发射数据流包括管理帧和数据帧，管理帧提取控制模块204从无线接入点的待发射数据流中提取管理帧，使得管理帧能够与数据帧分开。然后管理帧提取控制模块204将提取出来的管理帧依据管理帧类型和对应的实际发射速率进行速率控制。

本发明首先通过统计模块201统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率，速率配置模块202依据所述信道干扰和所述发射功率配置管理帧的目标速率，然后速率匹配模块203根据所述速率配置参数生成符合无线协议标准的实际发射速率，以保证无线接入点能够调制出正确的信号。然后管理帧提取控制模块204提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，使得管理帧与数据帧能够分离，最后管理帧提取控制模块204将管理帧根据相应的实际发射速率送进行速率控制。本发明管理帧提取控制模块204将数据帧和管理帧进行分离，单独对管理帧进行速率调整和控制，从而改变管理帧的覆盖范围，优化和避免无线接入点边缘区域上下行管理帧速率间不匹配的问题，提高STA的接通率，改善边缘区域的信号不稳定状况，最终改善无线接入点的网络质量。

在一种实施例中，上述步骤速率匹配模块203，可以包括以下子模块。

第一判定模块，用于针对每种管理帧类型，计算所述目标速率与基本速率集中每个可用速率的差值，将差值最小的可用速率判定为实际发射速率；

针对每种管理帧类型所对应的目标速率，第一判定模块先计算所述目标速率与基本速率集中该管理帧类型所能够使用的每个可用速率的差值，差值最小的可用速率其实就是最接近目标速率的可用速率，此时第一判定模块将该可用速率判定为实际发射速率，能够保证对无线接入点管理帧的速率控制具有明显的效果。当差值为零时，目标速率与可用速率相等，也就是说实际发射速率就是目标速率，此时无线接入点的管理帧与STA上行的管理帧在速率间达到匹配，为最佳效果。

第二判定模块，用于若差值最小的可用速率不止一个，则将差值最小的可用速率中速率值最小的可用速率判定为实际发射速率。

在差值最小的可用速率不止一个，也就是说目标速率位于基本速率集中两个可用速率值的中间，此时第二判定模块这两个可用速率值中最小的可用速率判定为实际发射速率。管理帧速率越大，其管理帧能够辐射的范围就越小，而此时管理帧对数据帧的干扰也将增大，选择两个可用速率值中最小的可用速率为实际发射速率能够尽量减少对管理帧的辐射范围的影响以及对数据帧的干扰。

第一判定模块将最接近目标速率的可用速率判定为该管理帧的实际发射速率，使得无线接入点能够调制出符合无线通讯协议要求的管理帧信号，另外能够保证对无线接入点管理帧的速率控制具有明显的效果。在目标速率位于基本速率集中两个可用速率值的中间的情况下，第二判定模块将两个可用速率值中最小的可用速率判定为实际发射速率，能够尽量减少对管理帧的辐射范围的影响以及对数据帧的干扰。

在一个实施例中，上述管理帧提取控制模块204，可以包括以下子模块。

识别模块，用于识别无线接入点的待发射数据流中每个帧结构的帧头；

识别模块从所述无线接入点的待发射数据流中查询帧结构的起始字段，并查看从起始字段之后指定字段是否与帧结构的结束字段相等。若相等，则识别模块可判定从起始字段到结束字段位置为一个帧结构。识别模块从起始字段开始根据无线通信协议中规定的帧头的长度，就能够识别出具体的帧头。

提取模块，用于在所述帧头与预设字段相同时，则判定该帧结构为管理帧，并提取该管理帧。

识别模块识别了帧结构的帧头后，提取模块将所述帧头与预设字段相比对，如果帧头与预设字段相同，则提取模块判定该帧结构为管理帧，然后提取从待发射数据流中起始字段至结束字段的部分。

通过识别模块识别帧头然后提取模块将帧头与预设字段对比，以判定该帧结构是否为管理帧，能够简单容易地从待发射数据流中提取管理帧，使得提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧的步骤能够容易通过程序实现，减少提取管理帧的实现步骤，提高管理帧的提取效率。

在一个实施例中，上述管理帧提取控制模块204，可以包括以下子模块：

管理帧分类模块，用于根据所述管理帧类型对所述管理帧进行分类；

管理帧分类模块识别管理帧帧头所包含的管理帧类型的字段信息，然后管理帧分类模块根据所述管理帧类型与所述字段信息的对应关系对所述管理帧进行分类。

管理帧速率控制模块，用于将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，并按照对应的实际发射速率通过所述速率控制器进行速率控制。

管理帧速率控制模块将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，也就是说一个速率控制器控制一类管理帧的速率，然后管理帧速率控制模块根据该管理帧类型对应的实际发射速率通过速率控制器进行速率控制。

通过管理帧分类模块对管理帧进行分类，管理帧速率控制模块对每种类型的管理帧使用对应的速率控制器依据对应的实际发射速率进行速率控制，能够高效率地对每种类型的管理帧进行速率控制，从而避免了只有单一速率控制器时而针对每种管理帧速率控制需要软件或者硬件频繁切换的问题以及切换过程当中出现的问题，能够尽可能地保证根据管理帧的类型和对应的实际发射速率对管理帧进行速率控制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种无线接入点的管理帧速率控制方法，其特征在于，包括步骤：

统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

2.根据权利要求1所述的无线接入点的管理帧速率控制方法，其特征在于，所述将所述目标速率与无线接入点的基本速率集进行速率匹配的步骤，具体包括：

针对每种管理帧类型，计算所述目标速率与基本速率集中每个可用速率的差值，将差值最小的可用速率判定为实际发射速率；

若差值最小的可用速率不止一个，则将差值最小的可用速率中速率值最小的可用速率判定为实际发射速率。

3.根据权利要求1所述的无线接入点的管理帧速率控制方法，其特征在于，提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧的步骤，具体包括：

识别无线接入点的待发射数据流中每个帧结构的帧头；

若所述帧头与预设字段相同，则判定该帧结构为管理帧，并提取该管理帧。

4.根据权利要求1所述的无线接入点的管理帧速率控制方法，其特征在于，跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制的步骤，具体包括：

根据所述管理帧类型对所述管理帧进行分类；

将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，并按照对应的实际发射速率通过所述速率控制器进行速率控制。

5.一种无线接入点的管理帧速率控制系统，其特征在于，包括：

统计模块，用于统计无线接入点当前所使用信道的信道干扰，并获取无线接入点当前的发射功率；

速率配置模块，用于针对每种管理帧类型，从预设的速率配置表中查询并获取与信道干扰所在的区间范围和发射功率对应的目标速率；

速率匹配模块，用于将所述目标速率与预设的基本速率集进行速率匹配，生成与所述目标速率匹配的实际发射速率；

管理帧提取控制模块，用于提取无线接入点的待发射数据流中的管理帧，并跟据所述管理帧类型以及对应的实际发射速率对所述管理帧进行速率控制。

6.根据权利要求5所述的无线接入点的管理帧速率控制系统，其特征在于，所述速率配置模块包括：

第一判定模块，用于针对每种管理帧类型，计算所述目标速率与基本速率集中每个可用速率的差值，将差值最小的可用速率判定为实际发射速率；

第二判定模块，用于若差值最小的可用速率不止一个，则将差值最小的可用速率中速率值最小的可用速率判定为实际发射速率。

7.根据权利要求5所述的无线接入点的管理帧速率控制系统，其特征在于，所述管理帧提取控制模块，包括：

识别模块，用于识别无线接入点的待发射数据流中每个帧结构的帧头；

提取模块，用于在所述帧头与预设字段相同时，则判定该帧结构为管理帧，并提取该管理帧。

8.根据权利要求5所述的无线接入点的管理帧速率控制系统，其特征在于，所述管理帧提取控制模块，包括：

管理帧分类模块，用于根据所述管理帧类型对所述管理帧进行分类；

管理帧速率控制模块，用于将分类后的管理帧分别传输给对应的速率控制器，并按照对应的实际发射速率通过所述速率控制器进行速率控制。