CN106998570A - 一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线网络控制领域，具体涉及一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法。一种在组播应用中自动调整信标的系统，包含参数采集模块、计算模块、比较模块和调整模块；本发明的目的是提供一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法，可通过参数收集模块收集到当下网络的数据传送情况，并对信标的发送频率进行自动调整。

Description

一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及无线网络控制领域，具体涉及一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法.

背景技术

随着移动设备硬件的发展，移动多媒体技术和移动网络传输的发展，移动智能设备得到了广泛的应用，其中，以手机为代表的移动智能终端设备，已经成为了普及度最高的智能硬件，人们越来越依赖以手机和其他智能设备完成自己的通讯、沟通、多媒体娱乐和其他生活需求。

而诸如手机、PAD等智能设备的功能，都依赖于无线网络的数据传输。WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)技术是当今通信领域的热点之一，和有线相比，无线局域网的启动和实施相对简单，维护的成本低廉，一般只要安放一个或多个接入点设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。

在WLAN场景下，STA(station，配备无线网络接口的计算设备，这里可以指计算机)接入过程首先需要通过主动/被动扫描，在通过认证和关联两个过程后才能和AP(AccessPoint，接入点)建立连接。

被动扫描是指，在无线局域网中，无线路由通过发送Beacon，即信标，定期广播其SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，定期广播表示AP(Access point，接入点)会定时向其范围内广播SSID的信息，以表示AP的存在，这样STA(Station，站点)进入一个区域之后，就能够通过扫描知道这个区域是否有AP的存在。如果不广播了，那么STA端扫描的时候可能会发现不定期广播的AP对应的SSID的网络不见了，所以可能会断开连接。主动扫描是指，STA也可主动广播探寻包，在其能够覆盖的范围内询问是否有AP存在。

而在实际的场景应用中，会在某一个时刻，一个AP上关联的大量STA同时接受组播，例如，在一个教学的课堂上，大家都利用平板电脑PAD来接收学校发来的视频课程。而在这里有一个矛盾，即Beacon帧在802.11协议的所有帧中具有发送的最高优先级，若Beacon帧，即信标发送的频率过大，过频繁，就会抢占大量的网络资源，使得其他的数据帧发不出去，在这个案例中，就会影响这个视频课程的播放，为了无线网络数据的正常传输，用户往往需要手动去调整信标，即Beacon帧发送的间隔，非常不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种在组播应用中自动调整信标的系统及其使用方法，可通过参数收集模块收集到当下网络的数据传送情况，并对信标的发送频率进行自动调整。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种在组播应用中自动调整信标的系统，包含参数采集模块、计算模块、比较模块和调整模块；

所述参数采集模块用于采集当前无线网络中的组播发送状况；

所述计算模块用于根据所述参数采集模块采集到的各个参数，计算出当前网络的组播评分；

所述比较模块将所述计算模块计算出的所述组播评分与系统自带的预设评分进行比较和匹配；

所述调整模块根据所述比较模块的匹配结果，将系统预设的信标发送间隔值输出，调整当下网络的信标发送间隔值。

作为本发明的优选，所述参数采集模块包含长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块，所述长度采集模块用于采集当前无线网络的一端时间内组播报文的平均长度；所述频率采集模块用于采集当前无线网络的一端时间内组播报文的发送频率；所述时间采集模块用于采集当前无线网络的组播发送的持续时间。

作为本发明的优选，在所述计算模块根据所述参数采集模块采集到的参数计算所述组播评分过程中，所述时间采集模块采集到的持续时间的数值的计算权重要高于所述长度采集模块和所述频率采集模块采集到的数值计算权重。

作为本发明的优选，所述计算模块计算所述组播评分的公式为所述时间采集模块采集到的数值的平方乘以所述长度采集模块采集到的数值再乘以所述频率采集模块采集到的数值。

作为本发明的优选，还包含存储模块，所述存储模块包含区间存储模块和信标参数模块，所述区间存储模块用于存储所述组播评分的分值区间，所述信标参数模块用于存储不同的组播评分的分值区间对应的信标参数。

作为本发明的优选，还包含与所述存储模块连接的编辑模块，所述编辑模块用于自定义编辑所述区间存储模块和所述信标参数模块的数值。

作为本发明的优选，所述信标参数模块和所述调整模块连接，所述调整模块将匹配之后的所述信标参数模块中对应的信标数值设定为当前网络的信标发送频率。

一种在组播应用中自动调整信标的系统的使用方法，包含如下步骤：

步骤1：数据输入步骤，

用户使用编辑模块，将反映无线网络的组播评分的评分数值分成若干区间，存储于区间存储模块，将各个区间对应的信标发送频率的参数存储在星标参数模块；

步骤2：数据采集步骤，

系统采用参数采集模块中的长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块，分别采集当前无线网络中组播报文的平均长度、发送频率和发送的持续时间；

步骤3：计算步骤，

计算模块依靠步骤2中采集到的数据，计算出当前网络中组播报文的组播评分数值；

步骤4：比较匹配步骤，

比较模块将步骤3中生成的组播评分数值和在步骤1中存储在区间存储模块中的数据进行对比，判断属于哪一区间，并找出该区间所对应的信标发送频率的参数；

步骤5：调整步骤，

调整模块自动将当前网络中信标发送频率的数值调整为在步骤4中找到的信标发送频率的参数数值。

作为本发明的优选，在步骤3中，计算模块计算前网络中组播报文的组播评分数值的公式为，所述时间采集模块采集到的数值的平方乘以所述长度采集模块采集到的数值再乘以所述频率采集模块采集到的数值。

附图说明

图1是本发明的系统架构示意图。

具体实施方式

以下具体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。

实施例一

如本文的背景技术中所述，现有技术中，一个无线网络中，设置有AP，即无线网络访问接入点，(WirelessAccessPoint)，AP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。而在这个无线网络的环境中都会有对应的信标，也就是Beacon。

无线路由会通过发送Beacon定期广播其SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，定期广播表示AP(Access point，接入点)会定时向其范围内广播SSID的信息，以表示AP的存在，这样STA(Station，站点)进入一个区域之后，就能够通过扫描知道这个区域是否有AP的存在。如果不广播了，那么STA端扫描的时候可能会发现不定期广播的AP对应的SSID的网络不见了，所以可能会断开连接。而Beacon的发送频率根据网络环境的不同，也会采用不同的发送频率，若是Beacon间隔(Beacon Interval)加大，有助于发挥无线网络效能，STA端省电，但STA无法及时收到AP的Beacon，会导致STA与AP建立关联出现延时。

然而，若是Beacon间隔减小，Beacon传送更为频繁，由于Beacon是用最低速率发送的，例如1Mbps，而无线网空间资源是单工的，即Beacon在发送时，其他所有的STA都无法发送数据，AP在发送Beacon的同时也无法发送其他数据，所以Beacon的发送会较大的占用无线资源。

而在某些网络环境下，例如本文中提到的一个教室内进行正常的课堂教学，班级中有50个学生，每个学生都是用一个平板电脑，即PAD在进行课程学习。这50台PAD即为50个独立的STA，接入了这个无线网络，进行着无线网络传输。这50个STA经常会同时接受组播，例如，老师利用无线网络将一套指定的视频课程发送给全部学生，这个时候就存在着大量的数据传送。而正如上文所述，Beacon的发送优先级是高于组播数据的发送优先级的，无线资源大量被Beacon占领。

而在本实施例中，本发明公开的技术方案来实现某一特定无线网络中的Beacon能自动调整到合适的频率，来适应当下的实际需求。

首先，用户手动输入数值，输入的数值包括两方面，一方面是一个评分数值的门限，这里标记为Gate,这里说的门限Gate数量可以视具体情况而定，可以一个、两个也可以为多个，不同数量的门限Gate就把这个评分数值分出若干个区间。另一方面是每个区间所对应的Beacon发送的频率的具体数值，一般的，信标，Beacon的发送频率，也就是其发送的间隔以毫秒为单位，即千分之一秒，即设置为80、100、120等数值。

需要解释的是，这个评分数值具体的概念是反应当前无线网络组播发送状况的一个评分值，数值越大，即表示当前无线网络环境中组播传送的负荷越大，反之，则越小。所以，数值越大，则对应的信标发送频率则越低，即间隔数越大，数值越低，则对应的信标发送频率可以高一点，间隔数可以小一点。

距离，假如用户定义了两个分值的门限Gate，分别是Gate A和Gate B，那就自动分成了三个区间，假设A和B分别为200和400,则第一区间为0—200，这个区间对应的Beacon发送间隔是80单位，第二区间为200—400，这个区间对应的Beacon发送间隔是100单位，第三区间为400以上，这个区间对应的Beacon发送间隔是120单位.需要说明的是，第一区间包含了0，即是当无线网络中组播结束，Beacon的发送间隔依然是80单位，这个80就是默认值。

这里的设定，都是人为自定义编辑，具体的分多少区，每个区的Gate竖直，每个区对应的Beacon的发送间隔，都可以自定义，这些数据都依靠编辑模块将这些数据存储在存储模块中，存储模块可以是服务器中，也可以是某个架设在无线网络中的ROM。具体的，每个区的门限情况，存储在区间存储模块中，而每个区间所对应的信标Beacon的发送间隔的数据，则存储在所述信标参数模块中。

完成了自定义编辑和存储之后，在使用过程中，系统就要实时探测或者扫描当前无线网络的组播发送状况，从而判断无线网络的负荷情况。

具体的，系统内存在参数收集模块，如图1所示，参数收集模块至少包含有三个部分，分别为长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块，这三个模块共同采集到的数值能反应当前网络的组播发送状况。

长度采集模块，它的作用是采集到某一段单位时间内，当前无线网络内的组播报文的平均长度，average length，以下简称L。而频率采集模块，它的做事采集到某一段单位时间内，当前无线网络内的组播报文的发送频率，average frequency，以下简称F。最后，时间采集模块，作用为采集当前无线网络内的组播报文播报的持续时间，Time，以下简称T。

综上所述，参数采集模块采集到的L\F\T，这三个数值就可以反映出当前网络的组播报文播报的状况，并计算出组播的评分公式。

较佳的，我们将T在这个公式中的占比适当提高。因为在实际情况中，T，也就是组播报文播报的持续时间，对结果的影响更为重要，应该在公式设计的时候占到更大的设计比重。因为即使组播报文的长度很大，发送频率也很高，即T和F的数值都很大，但是假如组播持续的时间很短，T的数值很小，那并不是非常有必要对信标的发送间隔进行很大的调整。

收集到了L\F\T三个参数之后，对于组播评分的计算由图1中的计算模块完成，如上文所述，计算规则可以由用户自己定义，在本实施例中，将组播的评分，即Score的计算方式设定为：

Score＝L*F*T²。

在这个公式中，T，即组播报文组播的持续时间做了平方处理，进一步提升了数值T在这个计算过程中的影响权重。

需要说明的是，在本无线网络中，各个STA的具体硬件形式，例如是笔记本电脑、PD、智能手机或是其他智能移动设备；采用了怎样的OS操作系统，例如苹果公司的IOS,google公司的安卓，诺基亚公司的Symbian，微软公司的Windows Phone等；另外，AP是怎样实现L\F\T三个数值的的收集，采用什么模块进行探测和获取，以上所述的具体形式，本专利申请不做更多的限定。

通过上述的步骤，计算模块已经获取到了当下无线网络的组播评分的分值Score，此时就需要比较模块对Score进行比较和匹配。

比较模块分别与计算模块和存储模块相连接，比较模块获取到所述计算模块计算出的Score，而正如上文所述，用户已经将每个区的门限情况，存储在区间存储模块中，此时，比较模块将获取到的Score和之前存储在区间村塾模块中的区间数值进行比较和匹配。例如，Score计算完毕是360，则比较模块查找到在区间存储模块中存储的记录存在第二区间200—400，则判断当前无线网络的组播评分数值位于第二区间。

随后，进行匹配操作，查找到第二区间所对应的Beacon发送的时间间隔，在本案例中，第二区间对应个Beacon发送的时间间隔为100单位，每单位是1毫秒，即第二区间对应的Beacon发送的时间间隔为0.1秒。进行了正确的查找和匹配之后，就由调整模块进行数值调整和切换，将当前网络的Beacon发送的间隔调整为查找到的0.1秒。

而这个调整是实时的，参数采集模块是在实时进行工作的。在课件传输的后半段，假如多媒体的传送，例如教学视频已经传送完毕，接下去传送的是教学演示文档，诸如体积较小的PPT演示文稿或者EXCEL电子表格或者WORD文档，虽然该无线网络的组播报文还在继续，但是负荷显然小了很多，此时对于当前无线网络的Beacon的发送间隔又要进行下一步的调整。

此时参数采集模块进行了再次的工作，长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块再次收集到L\F\T这三个数值，显然，这三个数值已经发生了变化，与上文论述的步骤一致，计算模块采用这三个数值计算出新的分值Score。这里需要说明的是，一旦计算模块所设定的Score计算公式定义完成之后，在工作状态中公式本身并不会进行更改，每一个数值的权重比例都不是随时改变，而是在公式设计之初就固定下来。从而形成数值比较的稳定性。

经过计算模块新的计算，新的分值Score计算得出为170，则再次交由比较模块进行比较和匹配。比较模块在存储模块的数据库中检索得到该数值属于第一区间0—200的区间，而与之匹配的数值为80，即0.08毫秒，随后，调整模块将这个得到的0.08毫秒调整为当下的Beacon发送间隔。即，在网络负担不重，组播分值降低的时候，Beacon的发送变快变密了。

因为，Beacon假如过快，由于Beacon的发送优先权的优势，就会影响其他网络数据的影响。但是，假如Beacon过慢，无线网络效能就会变低，各个STA连接AP的速度也会降低，client端也会费电。所以Beacon的值不应该是一成不变的，而是应该根据当前网络的具体情况而定。

此外，需要说明的是，虽然在本申请文件的技术方案中，计算模块的计算方式推荐是恒定的，不时刻改变的，但是，存储模块中存储的各个区间的分化和每个区间对应的信标Beacon的播报频率的数值，是推荐可以支持实时修改的。

当用户觉得当前的区间划分不合理，或是对应的Beacon播报频率不太合理时，可以使用编辑模块实时对区间划分进行修改。

例如，在本实施例中，一开始用户添加了两个门限Gate A和Gate B，两个门限自动化成了三个区间，也编辑设定了每一个区间所对应的Beacon数值，但是用户可以添加第三个门限Gate C，500，这样，第三区间就变成了400——500，而500以上就形成了第四区间，而每个区间所对应的Beacon数值也可以根据用户需求实时变更，从而使得该无线网络的Beacon组播间隔的调整切换更精确更及时。

在本实施中所举得案例，课堂上到最后，课件传输完毕，教室在黑板上进行讲解，此时没有传输数据，那么该无线网络下组播的数值，即Score在此时变成了0，意味着组播通信结束，那么Beacon的组播间隔的数值也自动回到80，这个数值也是系统Beacon的组播间隔数值的默认数值。

而参数采集模块的采集频率、计算模块计算Score的计算频率，用户可以自行定义，在这里不做限制。

综上所述，本实施例具有如下有益效果：

1、参数采集模块可以实时收集到当下网络的组播报文的平均长度、发送频率和持续时间。

2、计算模块可以根据参数采集模块收集到的数据来计算组播的评分分值。

3、编辑模块可以自定义组播评分的分值区间和与之对应的信标发送频率参数，且存储在存储模块上。

4、比较模块可将当前计算模块计算出来的分值来比较存储模块中存储的区间，且匹配出对应的信标发送频率参数。

5、调整模块自动将该发送频率参数调整为当下网络的信标发送间隔。

Claims (9)

1.一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：包含参数采集模块、计算模块、比较模块和调整模块；

所述参数采集模块用于采集当前无线网络中的组播发送状况；

所述计算模块用于根据所述参数采集模块采集到的各个参数，计算出当前网络的组播评分；

所述比较模块将所述计算模块计算出的所述组播评分与系统自带的预设评分进行比较和匹配；

所述调整模块根据所述比较模块的匹配结果，将系统预设的信标发送间隔值输出，调整当下网络的信标发送间隔值。

2.根据权利要求1所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：所述参数采集模块包含长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块，所述长度采集模块用于采集当前无线网络的一端时间内组播报文的平均长度；所述频率采集模块用于采集当前无线网络的一端时间内组播报文的发送频率；所述时间采集模块用于采集当前无线网络的组播发送的持续时间。

3.根据权利要求2所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：在所述计算模块根据所述参数采集模块采集到的参数计算所述组播评分过程中，所述时间采集模块采集到的持续时间的数值的计算权重要高于所述长度采集模块和所述频率采集模块采集到的数值计算权重。

4.根据权利要求3所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：所述计算模块计算所述组播评分的公式为所述时间采集模块采集到的数值的平方乘以所述长度采集模块采集到的数值再乘以所述频率采集模块采集到的数值。

5.根据权利要求1所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：还包含存储模块，所述存储模块包含区间存储模块和信标参数模块，所述区间存储模块用于存储所述组播评分的分值区间，所述信标参数模块用于存储不同的组播评分的分值区间对应的信标参数。

6.根据权利要求5所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：还包含与所述存储模块连接的编辑模块，所述编辑模块用于自定义编辑所述区间存储模块和所述信标参数模块的数值。

7.根据权利要求5所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统，其特征在于：所述信标参数模块和所述调整模块连接，所述调整模块将匹配之后的所述信标参数模块中对应的信标数值设定为当前网络的信标发送频率。

8.一种基于权利要求1—7任意一项所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统的使用方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1：数据输入步骤，

用户使用编辑模块，将反映无线网络的组播评分的评分数值分成若干区间，存储于区间存储模块，将各个区间对应的信标发送频率的参数存储在星标参数模块；

步骤2：数据采集步骤，

系统采用参数采集模块中的长度采集模块、频率采集模块和时间采集模块，分别采集当前无线网络中组播报文的平均长度、发送频率和发送的持续时间；

步骤3：计算步骤，

计算模块依靠步骤2中采集到的数据，计算出当前网络中组播报文的组播评分数值；

步骤4：比较匹配步骤，

比较模块将步骤3中生成的组播评分数值和在步骤1中存储在区间存储模块中的数据进行对比，判断属于哪一区间，并找出该区间所对应的信标发送频率的参数；

步骤5：调整步骤，

调整模块自动将当前网络中信标发送频率的数值调整为在步骤4中找到的信标发送频率的参数数值。

9.根据权利要求8所述的一种在组播应用中自动调整信标的系统的使用方法，其特征在于：在步骤3中，计算模块计算前网络中组播报文的组播评分数值的公式为，所述时间采集模块采集到的数值的平方乘以所述长度采集模块采集到的数值再乘以所述频率采集模块采集到的数值。