CN106535256A - 一种提高商业wifi无线带宽利用率的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线带宽技术领域，具体为一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法及系统，本发明方法按如下步骤进行：步骤1，根据终端设备的报文重传丢包率在商业WIFI设备上定义若干条优先级由高到低排列的无线报文发送队列；步骤2，检测接入至商业WIFI设备上的各个终端设备的报文重传丢包率并判断商业WIFI设备所对应的针对各个终端设备的无线报文发送队列的优先级；步骤3，商业WIFI设备按照无线报文发送队列的优先级由高到低的先后顺序向各个终端设备进行无线报文发送。

Description

一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线带宽技术领域，具体为一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法及系统。

背景技术

随着互联网和无线网络的发展，在一些公共场所越来越多的人使用商业WIFI设备来接入网络。一台WIFI设备上可能接入大量的终端用户。通常情况下，当设备上接入的用户数越多，设备总的无线带宽就会跟着下降。接入的终端用户中总会存在一些信号质量差、重传丢包率大、收发速率低的用户。这几类的用户接入设备之后，往往都会降低商业WIFI整体的无线带宽使用率。例如，当商业WIFI设备接入10台终端时，无线带宽能达到100M，但当接入50台终端时，无线带宽可能会降到50M或更低。当前已有的解决方案是通过检查用户的无线信号强度来控制设备无线报文的发送优先级。当信号强度较强时，采用高优先级队列发送用户报文；当信号强度较低时，采用低优先级队列发送用户报文。已有的方案能够解决由于信号质量差的用户接入带来的商业WIFI整体无线带宽下降的问题，但是不能解决由于其它几种原因导致的商业WIFI整体无线带宽下降问题。例如：某些终端发射信号质量不错，但是信号接收处理较差，导致报文重传丢包率较大。利用现有的方案检测终端信号质量是解决不了问题的。同样的有些低端的终端虽然信号质量很好，但是仅支持11b或者11g这种低速率的接入方式，收发包的速率都很低，也会影响商业WIFI整体的无线带宽下降。

如公开号CN103124432A的专利公开了一种无线报文发送装置及方法，根据客户端的信号强度设置客户端所属的优先级队列；然后根据该优先级队列设置待发送给所述客户端的无线报文的优先级，进而将设置好的无线报文发送出去；也即，本发明是根据客户端当前的信号强度设置发送给各客户端的无线报文的优先级，例如，可将发送给距离远、信号弱的STA的无线报文放入低优先级业务队列中，而将发送给信号强度强、距离近的STA的无线报文放入高优先级业务对别中，以保证近距离、信号好的STA的数据传输，削弱远距离、信号弱的STA对整个无线网络性能的影响；可见，利用本发明提供的方案可更合理的分配无线网络资源，提高无线网络服务质量，进而提高用户体验的满意度，其具有上述的缺点，是通过信号强度调整优先级队列，但是针对不同终端性能的差异，根据信号强度往往不能有效调度。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定性高、简单、有效的提高商业WIFI无线带宽利用率的方法及系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，按如下步骤进行：

步骤1，根据终端设备的报文重传丢包率在商业WIFI设备上定义若干条优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

步骤2，检测接入至商业WIFI设备上的各个终端设备的报文重传丢包率并判断商业WIFI设备所对应的针对各个终端设备的无线报文发送队列的优先级；

步骤3，商业WIFI设备按照无线报文发送队列的优先级由高到低的先后顺序向各个终端设备进行无线报文发送。

作为对本发明的优选，无线报文发送队列的优先级由高到低分为四个等级。

作为对本发明的优选，所述四个等级中，由高到低，终端设备的报文重传丢包率分别为重传丢包率<= 10%、10%<重传丢包率<= 30%、30%<重传丢包率<= 50%、重传丢包率>50%。

作为对本发明的优选，在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文接收速率。

作为对本发明的优选，在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文发送速率。

作为对本发明的优选，步骤3中无线报文发送队列的优先级选择是动态的。

作为对本发明的优选，商业WIFI设备为无线AP或者无线路由器。

本发明还公开了一种提高商业WIFI无线带宽利用率的系统，包括商业WIFI设备，所述商业WIFI设备具有报文重传丢包率获取模块、无线站点管理模块、无线报文发送模块，其中：

所述报文重传丢包率获取模块用于获取终端设备的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块用于根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

所述无线报文发送模块用于根据所述无线报文发送队列设置待发送终端设备的无线报文的优先级，并将设置好的无线报文发出去。

作为对本发明的优选，所述报文重传丢包率获取模块包括无线报文接收第一子模块和报文重传丢包率获取子模块；

所述无线报文接收第一子模块用于接收终端设备发送的无线报文；

所述报文重传丢包率获取子模块用于获取终端设备当前的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列包括：所述无线站点管理模块根据终端设备当前的报文重传丢包率实时调整终端设备当前所属的无线报文发送队列。

作为对本发明的优选，所述商业WIFI设备还具有报文接收速率模块和报文发送速率模块；

所述报文接收速率模块用于获取终端设备的报文接收速率；

所述报文发送速率模块用于获取终端设备的报文发送速率；

所述无线站点管理模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列还包括：根据终端设备的报文接收速率模块和报文发送速率模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列。

本发明的有益效果如下：

通过围绕终端设备的报文重传丢包率的设计，来完善商业WIFI宽带的利用，数据的流通更加合理，不容易出错，可以有效解决由于多种原因导致的商业WIFI整体无线带宽下降的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1的其中一种方案的流程图；

图2是本发明实施例1的其中另一种方案的流程图；

图3是本发明实施例2的一个系统运行时的结构框图。

具体实施方式

以下优选实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1

本实施例提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，按如下步骤进行：

步骤1，根据终端设备的报文重传丢包率在商业WIFI设备上定义若干条优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

步骤2，检测接入至商业WIFI设备上的各个终端设备的报文重传丢包率并判断商业WIFI设备所对应的针对各个终端设备的无线报文发送队列的优先级；

步骤3，商业WIFI设备按照无线报文发送队列的优先级由高到低的先后顺序向各个终端设备进行无线报文发送。

上述方案中方法所涉及的流程图如图1所示。

现有技术中有通过检查用户的无线信号强度来控制设备无线报文的发送优先级。当信号强度较强时，采用高优先级队列发送用户报文；当信号强度较低时，采用低优先级队列发送用户报文，解决由于信号质量差的用户接入带来的商业WIFI整体无线带宽下降的问题，但是不能解决由于其它几种原因导致的商业WIFI整体无线带宽下降问题，例如：某些终端发射信号质量不错，但是信号接收处理较差，导致报文重传丢包率较大。利用现有的方案检测终端信号质量是解决不了问题的。同样的有些低端的终端虽然信号质量很好，但是仅支持11b或者11g这种低速率的接入方式，收发包的速率都很低，也会影响商业WIFI整体的无线带宽下降。

但是本方案中可以解决的，根据终端设备的报文重传丢包率在商业WIFI设备设置具有优先级的无线报文发送队列，通过检测终端设备的报文重传丢包率来判断其在WIFI设备上所处的无线报文发送队列的优先级进行先后的有序发送报文，达到提高WIFI设备整体无线带宽利用率的目的。重传丢包率低的终端设备的无线报文，在报文发送的时候将获得更高的发送优先级，优先发送；重传丢包率高的终端设备的无线报文，在报文发送的时候将获得较低的发送优先级，延迟发送，保证了重传丢包率低的高质量用户的优先发送，从而保证了整体获得更高的带宽利用率。

其中，无线报文发送队列的优先级可以分成四个等级，作为进一步的细化，也是更好的优选方式，四个等级中，由高到低，终端设备的报文重传丢包率分别为重传丢包率<=10%、10%<重传丢包率<= 30%、30%<重传丢包率<= 50%、重传丢包率> 50%。

在上述方案的基础上，还能进一步地进行创新，也是进一步地进行完善，如下：

在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文接收速率；

在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文发送速率。

也即，在对无线报文发送队列进行优先级定义时，不仅考虑报文重传丢包率的因为，并辅以终端设备的报文接收速率和报文发送速率这两个因素，达到更好的提高WIFI设备的无线宽带利用率。这种更为完善的方案的流程图如图2所示。

而终端设备的报文重传丢包率、报文接收速率和报文发送速率可以通过如下的统计计算方法进行，比如，报文重传丢包率统计是商业WIFI设备向终端设备发10个数据包，终端设备反馈8个数据包，说明丢了两个数据包，这样便可计算得到丢包率，而报文接收、发送速率的统计比如：商业WIFI设备发一个数据包给终端设备，一定时间后终端设备反馈接收完成的信号，通过运算得到相应的报文接收、发送速率。无线报文可以包括终端发送的关联请求报文、管理报文、控制报文和/或数据报文等。

这样的方案进一步保证了报文重传丢包率低、报文收发速率高的高质量用户的优先发送，从而也进一步保证了整体获得更高的无线带宽利用率。

同样的，其实现也是在商业WIFI上定义多条无线报文发送队列，优先级由高到低，高优先级队列中的报文优先发送，低优先级队列中的报文后发送；而报文优先发送的优先级则是根据报名重传丢包率、报文收发速率因素定义，并且这些值都是可以配置调整的。

例如，将无线报文发送队列同样定义四个优先级，并配置进入相应优先级队列发送的报文的报文重传丢包率(DR)、报文接收速率（RX）、报文发送速率（TX）值。

只有当终端设备报文的报文重传丢包率（DR）、报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX）都同时满足条件才能进入更高的优先级队列，否则采用低优先级队列发送。

优先级由高到低	报文重传丢包率(DR)	报文接收速率RX(Mbps)	报文发送速率TX(Mbps)
				1	DR <= 10%	RX > 50	TX > 50
2	10%<DR <= 30%	20 <RX <= 50	20 <TX <= 50
				3	30%<DR <= 50%	5 <RX <= 20	5 <TX <= 20
4	DR > 50%	RX <= 5	TX <= 5

可以根据上述的表格配置相应的值。

而在进行真正的交互过程中，WIFI设备和终端设备之间所处的环境和本身的条件也会发生变化，所以作为进一步地优化，步骤3中无线报文发送队列的优先级选择是动态的。

无线报文发送的优先级队列选择是动态的是指，报文发送之前先查询终端的当前的报文重传丢包率数据、报文接收速率和发送速率，并匹配相应的发送优先级，确定好优先级之后，将报文送到相应的优先级队列发送。而对于终端设备来说，发送报文的优先级也应当是动态的。

当终端设备离WIFI设备较远或者由于信号接收较差，导致包围重传丢包率较高时，终端设备的报文发送时采用低优先级队列；当终端设备离WIFI设备较近，信号收发正常，使报文重传丢包率降低时，终端设备的报文发送则采用高优先级队列。

同样的，当终端设备的报文接收或发送速率较低时，WIFI设备在发送终端报文时采用低优先级队列发送；当终端设备的报文接收或发送速率较高时，WIFI设备在发送终端设备报文时采用高优先级队列发送。

商业WIFI设备为无线AP或者无线路由器。AP就是传统有线网络中的HUB，也是组建小型无线局域网时最常用的设备。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。大多数的无线AP都支持多用户接入、数据加密、多速率发送等功能，一些产品更提供了完善的无线网络管理功能。

通过围绕终端设备的报文重传丢包率、报文接收、发送速率的设计，来完善商业WIFI宽带的利用，数据的流通更加合理，不容易出错，更加有效地解决由于多种原因导致的商业WIFI整体无线带宽下降的问题。

实施例2

本实施例一种提高商业WIFI无线带宽利用率的系统，包括商业WIFI设备，所述商业WIFI设备具有报文重传丢包率获取模块、无线站点管理模块、无线报文发送模块，其中：

所述报文重传丢包率获取模块用于获取终端设备的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块用于根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

所述无线报文发送模块用于根据所述无线报文发送队列设置待发送终端设备的无线报文的优先级，并将设置好的无线报文发出去。

该系统运行时的结构框图如图3所示。

该方案中，无线站点管理模块可以先配置进入相应优先级队列发送的报文的报文重传丢包率(DR)的值，如实施例1，可以配置4个优先级，然后根据报文重传丢包率获取模块获得的终端设备的报文重传丢包率，判断终端设备相应的无线报文发送队列的优先级，接着，商业WIFI设备通过无线报文发送模块按照无线报文发送队列的优先级由高到低的先后顺序向各个终端设备进行无线报文发送。

作为对上述方案的改进，所述报文重传丢包率获取模块包括无线报文接收第一子模块和报文重传丢包率获取子模块；

所述无线报文接收第一子模块用于接收终端设备发送的无线报文；

所述报文重传丢包率获取子模块用于获取终端设备当前的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列包括：所述无线站点管理模块根据终端设备当前的报文重传丢包率实时调整终端设备当前所属的无线报文发送队列。

所述无线报文接收第一子模块接收终端设备发送的无线报文，接收的报文存在一部分是用于计算报文重传丢包率的反馈数据包，而商业WIFI设备应在此之前发送给终端设备进行计算报文重传丢包率的发送数据包，这样便可知道反馈数据包保留了多少原来发送WIFI设备的发送数据包的量，通过报文重传丢包率获取子模块运算得到终端设备报文重传丢包率，然后，便可有效判断终端设备相应的无线报文发送队列的优先级，WIFI设备便可有序发送报文，在交互过程中，终端设备的报文重传丢包率其实也是在不断变化的，所以文重传丢包率获取子模块需要一直保持跟踪终端设备的报文重传丢包率，也即要一直获取设备当前的报文重传丢包率，配合WIFI设备的报文发送和无线报文接收第一子模块的作业，获取最新的终端设备的报文重传丢包率，当然，无线站点管理模块也是一样，需要及时调整终端设备当前所属的无线报文发送队列，达到更好的数据通讯，提高无线宽带的利用率。

而为了进一步完善系统，所述商业WIFI设备还具有报文接收速率模块和报文发送速率模块；

所述报文接收速率模块用于获取终端设备的报文接收速率；

所述报文发送速率模块用于获取终端设备的报文发送速率；

所述无线站点管理模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列还包括：根据终端设备的报文接收速率模块和报文发送速率模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列。

该方案中，无线站点管理模块不仅要配置进入相应优先级队列发送的报文的报文重传丢包率(DR)的值，还要配置报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX）的值，也即无线站点管理模块先配置进入相应优先级队列发送的报文的报文重传丢包率(DR)、报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX）的值，如实施例1，可以配置4个优先级，然后根据报文重传丢包率获取模块、报文接收速率模块和报文发送速率模块获得的终端设备的报文重传丢包率(DR)、报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX），判断终端设备相应的无线报文发送队列的优先级，接着，商业WIFI设备通过无线报文发送模块按照无线报文发送队列的优先级由高到低的先后顺序向各个终端设备进行无线报文发送。同样的，报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX）也优选配置相应的子模块，用于获得当前的终端设备的报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX），报文接收速率（RX）和报文发送速率（TX）的获得可以通过如实施例1的信号反馈的方式进行在时间上的计算，统计得到各个速率。

采用本发明的技术方案，其商业WIFI设备的无线宽带利用率更高，完善宽度的利用，数据的流通更加合理，不容易出错，设备的稳定性大大提高，还能提高设备的运算速率，设备物理性能也可提升。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤1，根据终端设备的报文重传丢包率在商业WIFI设备上定义若干条优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

步骤2，检测接入至商业WIFI设备上的各个终端设备的报文重传丢包率并判断商业WIFI设备所对应的针对各个终端设备的无线报文发送队列的优先级；

步骤3，商业WIFI设备按照无线报文发送队列的优先级由高到低的顺序向各个终端设备进行无线报文发送。

2.根据权利要求1所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：无线报文发送队列的优先级由高到低分为四个等级。

3.根据权利要求2所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：所述四个等级中，由高到低，终端设备的报文重传丢包率分别为重传丢包率<= 10%、10%<重传丢包率<= 30%、30%<重传丢包率<= 50%、重传丢包率> 50%。

4.根据权利要求1所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文接收速率。

5.根据权利要求4所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：在商业WIFI设备上进行无线报文发送队列优先级定义所根据的条件还包括报文发送速率。

6.根据权利要求1所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：步骤3中无线报文发送队列的优先级选择是动态的。

7.根据权利要求6所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的方法，其特征在于：商业WIFI设备为无线AP或者无线路由器。

8.一种提高商业WIFI无线带宽利用率的系统，其特征在于：包括商业WIFI设备，所述商业WIFI设备具有报文重传丢包率获取模块、无线站点管理模块、无线报文发送模块，其中：

所述报文重传丢包率获取模块用于获取终端设备的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块用于根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列；

所述无线报文发送模块用于根据所述无线报文发送队列设置待发送终端设备的无线报文的优先级，并将设置好的无线报文发出去。

9.根据权利要求8所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的系统，其特征在于：所述报文重传丢包率获取模块包括无线报文接收第一子模块和报文重传丢包率获取子模块；

所述无线报文接收第一子模块用于接收终端设备发送的无线报文；

所述报文重传丢包率获取子模块用于获取终端设备当前的报文重传丢包率；

所述无线站点管理模块根据终端设备的报文重传丢包率设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列包括：所述无线站点管理模块根据终端设备当前的报文重传丢包率实时调整终端设备当前所属的无线报文发送队列。

10.根据权利要求8所述的一种提高商业WIFI无线带宽利用率的系统，其特征在于：所述商业WIFI设备还具有报文接收速率模块和报文发送速率模块；

所述报文接收速率模块用于获取终端设备的报文接收速率；

所述报文发送速率模块用于获取终端设备的报文发送速率；

所述无线站点管理模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列还包括：根据终端设备的报文接收速率模块和报文发送速率模块设置终端设备所属的优先级由高到低排列的无线报文发送队列。