CN108541026A - 根据sta协商速率合理分配空时的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种根据STA协商速率合理分配空时的方法及系统，涉及WLAN领域。该方法包括以下步骤：STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。本发明在多用户场景下能够合理分配空时，有效解决因为低速STA导致整体性能变差的问题，从而提高整体性能。

Description

根据STA协商速率合理分配空时的方法及系统
技术领域
本发明涉及WLAN领域，具体是涉及一种根据STA协商速率合理分配空时的方法及系统。
背景技术
WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网)通信系统作为有线LAN(Local Area Network，局域网)以外的另一种选择一般用在同一座建筑内。WLAN使用ISM(Industrial、Scientific、Medical)无线电广播频段通信。WLAN将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
下面简单介绍一下IEEE 802.11的发展过程。
IEEE 802.11，1997年，原始标准(2Mbit/s，工作在2.4GHz)。
IEEE 802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s，工作在5GHz)。
IEEE 802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)。
IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。
IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。
IEEE 802.11e，对QoS(Quality of Service，服务质量)的支持。
IEEE 802.11f，基站的互连性(IAPP，Inter-Access Point Protocol)，2006年2月被IEEE批准撤销。
IEEE 802.11g，2003年，物理层补充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)。
IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。
IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。
IEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。
IEEE 802.11l，预留及准备不使用。
IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。
IEEE 802.11n，更高传输速率的改善，支持MIMO(Multi-Input Multi-Output，多输入多输出)技术。
IEEE 802.11k，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
IEEE 802.11p，这个通讯协定主要用在车用电子的无线通讯上。它设定上是从IEEE 802.11来扩充延伸，来符合智慧型运输系统(Intelligent TransportationSystems，ITS)的相关应用。
WLAN的802.11a标准使用5GHz频段，支持的最大速度为54Mbps，而802.11b和802.11g标准使用2.4GHz频段，分别支持最大11Mbps和54Mbps的速度。IEEE802.11a和802.11b是两个不同的标准，802.11a是基于OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用)技术的协议，其工作在5G频段，带宽是20MHz。IEEE802.11a标准是IEEE802.11b的后续标准，其设计初衷是取代802.11b标准，然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照的，该频段属于工业、教育、医疗等专用频段，是公开的，工作于5.15-8.825GHz频带需要执照的。
Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线相容性认证)技术与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。Wi-Fi技术由于有着自身的优点，因此受到厂商的青睐。
AP(Access Point，无线接入点)不仅包含单纯性无线接入点，也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称，其功能有点像家里的无线路由器。单纯性无线AP就是一个无线的交换机，仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是：将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达300米。
在某些WLAN使用场景，有多个不同类型的工作站STA(Station)，例如802.11a/b/g/n/ac等，关联到无线局域网的无线接入点WLAN AP，由于802.11协议采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听，冲突避免)，CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后，才确认送出的数据已经正确到达目的地址。同一时间，只有一个工作站STA占用空口与无线接入点AP通信，这样就会产生多STA竞争信道的问题。
目前，不同WiFi芯片厂商均支持ATF(Air Time Fairness，发送时间公平性)功能，ATF是为了保证多个STA发送空时(airtime)的公平性而开发的新的特性，保证同一射频下的多个用户能够相对公平的占用网络带宽时间，提升总体的用户体验。
同一AP连接多个不同物理速率的STA，例如：11g和11n，或者STA距离AP远近不同，协商速率也会有差异，过去每个STA是以发送相同数据包数量，来占据网络带宽，物理速率较低的STA，例如11g模式的STA，会占用更长时间的带宽，而11n模式的STA虽然物理速率更高，但由于占用带宽时间短，导致整体的吞吐量低。
ATF功能让每个STA占用相同时间带宽，从而物理速率较高的11n的STA会获取更高的吞吐量，11g的吞吐量会降低，但是整体的吞吐量会得到提升。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种根据STA协商速率合理分配空时的方法及系统，在多用户场景下能够合理分配空时，有效解决因为低速STA导致整体性能变差的问题，从而提高整体性能。
本发明提供一种根据STA协商速率合理分配空时的方法，包括以下步骤：
S1、工作站STA关联无线局域网的无线接入点WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
S2、WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
S3、WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
S4、WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
在上述技术方案的基础上，步骤S2中，所述分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
在上述技术方案的基础上，步骤S1中，所述将接入不同频段的STA划入不同的分组包括：2.4G分为11b、11g、11n；5G分为11a、11n、11ac。
在上述技术方案的基础上，步骤S2具体包括以下步骤：
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据介质访问控制MAC地址指定比例。
在上述技术方案的基础上，步骤S2具体包括以下步骤：
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据MAC地址指定比例。
本发明还提供一种根据STA协商速率合理分配空时的系统，包括工作站STA、无线局域网的无线接入点WLAN AP，
STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
在上述技术方案的基础上，所述分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
在上述技术方案的基础上，所述将接入不同频段的STA划入不同的分组包括：2.4G分为11b、11g、11n；5G分为11a、11n、11ac。
在上述技术方案的基础上，所述WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例，具体包括以下步骤：
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据介质访问控制MAC地址指定比例。
在上述技术方案的基础上，所述WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例，具体包括以下步骤：
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据MAC地址指定比例。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明在多STA场景，根据STA的类型分组，让高速率的分组占用更多的空时，而不是传统ATF的均分空时，因此，在多用户场景下能够合理分配空时，有效解决因为低速STA导致整体性能变差的问题，从而提高整体性能。
附图说明
图1是本发明实施例1中根据STA协商速率合理分配空时的方法的流程图。
图2是本发明实施例3中根据STA协商速率合理分配空时的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的方法，包括以下步骤：
S1、工作站STA关联无线局域网的无线接入点WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
S2、WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
S3、WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
S4、WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
实施例2
参见图1所示，本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的方法，包括以下步骤：
S1、工作站STA关联无线局域网的无线接入点WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
S2、WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短，这样能更好的提高整体性能；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
S3、WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
S4、WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
本发明实施例适用于WLAN AP，根据STA的类型，将STA分组，让高速率的分组占用更多的空时，不同的组，分配不同的空时比例，从而更有效、合理的分配空时，有利于提高整体性能。
实施例3
参见图2所示，本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的方法，包括以下步骤：
工作站STA关联无线局域网的无线接入点WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组：2.4G分为11b、11g、11n ht；5G分为11a、11n ht、11acvht80。
11n ht(high throughput)，11n支持高吞吐量的速率，支持20MHz，40MHz频宽，对应的速率集相较之前的11a/b/g要高，所以称为11n ht；
11ac vht80：是指11ac协议支持80M频宽，对应的速率集也较11n要高，所以叫vht(very high throughput)，其支持的速率集相较11n更高。
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短，这样能更好的提高整体性能；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据MAC地址指定比例；
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据MAC地址指定比例。
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
11b、11g、11n ht都是无线网络的接入层协议，从区别的角度主要要看PHY(Physical Layer，物理层)层和MAC(Medium Access Control，介质访问控制)层对应的区别。
802.11b是基于扩频(即CCK和Barker的扩频码，或者称为CCK/DSSS)的协议，其工作在2.4G频段，其具体的频宽应该是22MHz。
802.11g是基于OFDM技术但是工作在2.4G频段写的协议，带宽是20MHz，但是其增加了对于802.11b的兼容性，具体兼容性是通过不同调制下的RTS/CTS握手机制，如CCK的RTS/CTS或者OFDM的RTS/CTS来完成。
802.11n是基于OFDM技术下2.4G频段的协议，其也可以工作在5G频段下。802.11n是对应802.11g做了一个比较大的改进：引入MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术、支持载波聚合技术，即20MHz和40MHz两种带宽的工作模式，支持帧聚合工作模式，即多个帧可以聚合成一个帧一次进行传输，然后AP只需要反馈一个block ACK，从而减少竞争开销。
IEEE 802.11ac，是一个802.11无线局域网通信标准，它通过5GHz频带进行通信。理论上，它能够提供最多1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信，或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。
802.11ac是802.11n的继承者，它采用并扩展了源自802.11n的空中接口(airinterface)概念，包括更宽的RF带宽(提升至160MHz)，更多的MIMO空间流，多用户的MIMO，以及更高阶的调制(达到256QAM)。
本发明实施例适用于WLAN AP，根据STA的类型，将STA分组，让高速率的分组占用更多的空时，不同的组，分配不同的空时比例，从而更有效、合理的分配空时，有利于提高整体性能。
实施例4
本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的系统，包括工作站STA、无线局域网的无线接入点WLAN AP，
STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
实施例5
本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的系统，包括工作站STA、无线局域网的无线接入点WLAN AP，
STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短，这样能更好的提高整体性能；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
本发明实施例适用于WLAN AP，根据STA的类型，将STA分组，让高速率的分组占用更多的空时，不同的组，分配不同的空时比例，从而更有效、合理的分配空时，有利于提高整体性能。
实施例6
本发明实施例提供一种根据STA协商速率合理分配空时的系统，包括工作站STA、无线局域网的无线接入点WLAN AP，
STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组：2.4G分为11b、11g、11n ht；5G分为11a、11n ht、11ac vht80。
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短，这样能更好的提高整体性能；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据介质访问控制MAC地址指定比例。
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据MAC地址指定比例。
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
本发明实施例适用于WLAN AP，根据STA的类型，将STA分组，让高速率的分组占用更多的空时，不同的组，分配不同的空时比例，从而更有效、合理的分配空时，有利于提高整体性能。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种根据STA协商速率合理分配空时的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、工作站STA关联无线局域网的无线接入点WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
S2、WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
S3、WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
S4、WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
2.如权利要求1所述的根据STA协商速率合理分配空时的方法，其特征在于：步骤S2中，所述分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
3.如权利要求1所述的根据STA协商速率合理分配空时的方法，其特征在于：步骤S1中，所述将接入不同频段的STA划入不同的分组包括：2.4G分为11b、11g、11n；5G分为11a、11n、11ac。
4.如权利要求3所述的根据STA协商速率合理分配空时的方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据介质访问控制MAC地址指定比例。
5.如权利要求3所述的根据STA协商速率合理分配空时的方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户根据MAC地址指定比例。
6.一种根据STA协商速率合理分配空时的系统，包括工作站STA、无线局域网的无线接入点WLAN AP，其特征在于：
STA关联WLAN AP，WLAN AP根据STA类型，将接入不同频段的STA划入不同的分组；
WLAN AP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例；
WLAN AP按照不同分组分配的空时所占的比例，分配相应的空时；
WLAN AP根据STA分配的空时与STA通信。
7.如权利要求6所述的根据STA协商速率合理分配空时的系统，其特征在于：所述分配各组占用的空时的比例的原则为：让高速率的分组占用空口的时间长，低速率的分组占用空口的时间短；同一分组内的STA均分该组所占的空时。
8.如权利要求6所述的根据STA协商速率合理分配空时的系统，其特征在于：所述将接入不同频段的STA划入不同的分组包括：2.4G分为11b、11g、11n；5G分为11a、11n、11ac。
9.如权利要求8所述的根据STA协商速率合理分配空时的系统，其特征在于：所述WLANAP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例，具体包括以下步骤：
对于2.4G：11b、11g、11n，空时比缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据介质访问控制MAC地址指定比例。
10.如权利要求8所述的根据STA协商速率合理分配空时的系统，其特征在于：所述WLANAP根据频段分组，分配各组占用的空时的比例，具体包括以下步骤：
对于5G：11a、11n、11ac，空时占比为缺省根据协商速率默认划分比例，让高速率的分组占用更多的空时，且允许用户自己根据MAC地址指定比例。
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