WO2011076022A1

WO2011076022A1 - 无线局域网内增强服务质量的方法及装置

Info

Publication number: WO2011076022A1
Application number: PCT/CN2010/076680
Authority: WO
Inventors: 高敏
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2011-06-30
Also published as: EP2501098A4; EP2501098A1; EP2501098B1; RU2012123602A; RU2509433C2; US20120250635A1; CN101784082A; US8861454B2

Description

无线局域网内增强服务质量的方法及装置技术领域

本发明涉及到无线通讯领域，特别涉及到无线局域网内增强服务质量的方法及装置。背景技术

无线局域网（ Wireless Local Area Network , WLAN )作为用户接入网络的一种方式，有着有线接入无法比拟的优势：布线简单以及便于移动等。而且随着技术的演进，无线局域网的带宽也日渐增强。但是在 QoS ( Quality of Service, 服务质量）方面，目前只有 IEEE802.11e中 EDCA ( Enhanced Distributed Channel Access, 增强型分布式信道接入） QoS , 能够满足数据业务传输，而在全业务（数据、语音以及视频等）情况下就明显不足。

EDCA QoS有以下局限性：一、 4艮文只有四个分类，分别为 AC— BE、 AC— BK、 AC— VI以及 AC— VO , 优先级队列相应也只有四级，无法满足全业务场景下的需要；二、 EDCA QoS 中是相对优先级，在环境恶劣的情况下，优先级高的业务也会受到影响；比如家庭应用中，在 IPTV (交互式网络电视）业务和上网业务同时开展时，用户最关心的是 IPTV业务，用户无法接受出现马赛克或者视频停顿延迟的情况，而上网业务的影响则相对可以容忍；目前的 EDCA QoS无法完全保证高优先级的业务，比如无法实现保障优先 IPTV业务等。发明内容

本发明的目的之一为提供一种无线局域网内增强服务质量的方法及装置，可增强服务质量，以提升用户体验。本发明提出一种无线局域网内增强服务质量的方法，包括步骤：在无线接入点增加报文分类；

根据增加的报文分类增加服务质量 ( QoS )优先级传输队列，并且设置队列属性；

利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。

进一步地，所述在无线接入点增加报文分类的步骤后还包括步骤：将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

进一步地，所述利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输的步骤进一步包括步骤：在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，进行报文丟弃；所述进行 >¾文丟弃包括如下步骤：

判断新加入报文的优先级别是否为高优先级；如是，则在低优先级的队列中丟弃一报文，并将新加入的报文放入高优先级队列中；否则，丟弃新加入 4艮文。

进一步地，在新加入报文的优先级别为高优先级时，首先判断低优先级队列长度是否为零；如果为零，则丟弃新加入的报文；否则，在低优先级的队列中丟弃一报文，并将新加入的报文放入高优先级队列中。

进一步地，所述低优先级队列为 AC— BK队列和 /或 AC— BE队列；所述高优先级队列为 AC— VI队列和 /或 AC— V0。

基于上述方法，本发明提出一种无线局域网内增强服务质量的装置，该装置包括：

分类管理模块，用于在无线接入点增加报文分类；

队列管理模块，用于根据增加的报文分类增加 QoS优先级传输队列，并且设置队列属性；

通讯模块，用于利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。进一步地，所述装置还包括：分类纳入模块，用于将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

进一步地，所述通讯模块进一步包括：

报文丟弃单元，用于在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，进行报文丟弃。

进一步地，所述报文丟弃单元进一步包括：

级别判断件，用于判断新加入报文的优先级别是否为高优先级；队列整理件，用于在新加入的报文的优先级别为高优先级时，在低优先级的队列中丟弃一报文，并将高优先级的新加入报文放入高优先级队列中；

第一丟弃件，用于在新加入的报文的优先级别为低优先级时，直接将低优先级的新加入 >¾文丟弃。

进一步地，所述报文丟弃单元还包括：

长度判断件，用于在新加入的报文的优先级别为高优先级时，判断低优先级队列长度是否为零；

第二丟弃件，用于在低优先级队列长度为零时，丟弃新加入的报文；通知件，用于在低优先级队列长度不为零时，通知所述队列整理件进行处理。

本发明的无线局域网内增强服务质量的方法及装置，可通过拓展 EDCA QoS 中报文的分类，相应增加无线优先级队列，以保证无线全业务按照用户的要求正常开展，从而增强服务质量，以提升用户体验。附图说明

图 1 是本发明一实施例中无线局域网内增强服务质量的方法的步骤流程示意图；

图 2 是本发明一实施例中无线局域网的结构示意图；

图 3 是本发明一实施例的一实施方式中无线局域网内增强服务质量的方法的步骤流程示意图；

图 4 是本发明一实施例的另一实施方式中无线局域网内增强服务质量的方法的步骤流程示意图；

图 5 是本发明一实施例中步骤 S120的流程示意图；

图 6 是本发明一实施例中队列调度的示意图；

图 7 是本发明另一实施例中无线局域网内增强服务质量的装置的结构示意图；

图 8 是本发明另一实施例的一实施方式中无线局域网内增强服务质量的装置的结构示意图；

图 9 是本发明另一实施例中报文丟弃单元的结构示意图。具体实施方式

本发明针对增强型分布式信道接入服务质量（EDCA QoS ) 的局限性，结合家庭无线网关的实际应用，提出基于 EDCA QoS的增强技术。其通过拓展 EDCA QoS中报文的分类，相应增加无线优先级队列，以及釆用智能丟弃报文等策略，保证无线全业务按照用户的要求正常开展，从而增强服务质量，以提升用户体验。

参照图 1 ,本发明提出一实施例的一种无线局域网内增强服务质量的方法，包括：

步骤 S10、在无线接入点增加报文分类；

步骤 Sl l、根据增加的报文分类增加 QoS优先级传输队列，并且设置队列属性；

步骤 S12、利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。如图 2所示，在无线局域网络中，一个无线接入点（AP ) 下可能接入多个无线用户（STA )。所述多个无线用户可通过无线接入点接入因特网 ( Internet )。不同无线用户可运行不同业务，如无线上网、无线 IPTV (交互式网络电视）点播 /组播、 Wi-Fi ( WirelessFidelity, 无线保真）电话以及 FTP ( File Transfer Protocol, 文件传输协议）下载等业务。（参照图 2 ) 如步骤 S10所述，根据 IEEE802.11e规范， EDCA参数集里定义了每一个报文分类的参数记录，格式如表 1所示：

表 1

其中 ACI长度为 2bit, 其定义如表 2所示:

无线接入点可在上述基础上，利用无线网络的 MAC ( Media Access Control, 媒体访问控制）层的报文设计增加报文分类。

所述 MAC层可利用保留位（Reserved, 大小为 lbit )对报文分类进行扩展，如此报文最多可以分为八类，即使在全业务应用中，也可以足够满足需要。无线优先级队列也可根据报文分类的个数进行相应的增加，以满足 QoS调度。

通过 MAC层扩展出来的报文分类，可以由用户自定义或者按协议约定进行分类，保证无线接入点和无线用户能够识别即可。

参照图 3 , 在本实施例的一实施方式中，所述步骤 S10后还包括：步骤 S100、将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

如步骤 S100所述，特定报文可以根据需要由用户自己定义设置，例如：在多业务情况下，有些报文比较特殊，比如链路保活报文以及关键的管理报文等。所述报文的丟失可能会导致业务中断，因此可在扩展的分类里增加对所述报文的特殊处理，比如提高优先级别以及增加重传次数等处理。如此，可使得环境恶劣的情况下，特定报文不丟失，业务不中断，在环境恢复后，业务随可以快速恢复。

所述链路保活才艮文可为 PPP ( Point-to-Point Protocol, 点到点协议）保活报文等；所述管理报文可为 IGMP ( Internet Group Management Protocol, 因特网组管理协议）管理报文等。

如步骤 S11 所述，无线接入点可根据增加的报文分类，创建新的传输队列。所述新的传输队列具有争信道能力强、队列长度短以及重传次数相对多等特性。所述设置队列属性可包括 CWmin (竟争窗的最小值）、 CWmax (竟争窗的最大值）、 TXOP (传输机会）、 AIFSN (仲裁帧间隙）、队列长度以及报文重传次数等属性的设置。

如步骤 S12所述，无线接入点利用所述新的传输队列进行通讯。即使在环境恶劣的情况下，也可以最大限度保证将增加报文分类中的报文传输到对方，保证链路不中断；且一旦环境正常后，可以快速恢复正常通讯，进行数据传输。

以下举例对本实施例进行详细说明：

首先，在无线接入点上新增一个报文分类 AC— KEY, 并把 PPP保活报文， IGMP管理报文等纳入 AC— KEY中；

然后，配合 AC— KEY分类报文，新建一个传输队列。所述新建的传输队列具有争信道能力强、队列长度短以及重传次数相对多等特性。

再利用新建的传输队列进行通讯。在实际应用中，即使环境恶劣，也可以最大限度保证 AC— KEY分类的报文传输到对方，保证链路不中断；且一旦环境正常后，可以快速恢复正常通讯。

参照图 4, 在本实施例的另一实施方式中，所述步骤 S12进一步包括：步骤 S120、在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，进行报文丟弃。如步骤 S120所述，当无线带宽不足时，优先丟弃低优先级的报文，且在紧急情况下，才逐级丟弃高优先级的报文。通过牺牲低优先级的业务，而保证高优先级的业务的顺利传输。

参照图 5 , 所述步骤 S 120进一步包括：

步骤 S121、判断新加入报文的优先级别是否为高优先级；如是，则在低优先级的队列中丟弃一报文，并将新加入的报文放入高优先级队列中（步骤 S122 ); 否则，丟弃新加入 >¾文（步骤 S123 )。

所述步骤 S122前还包括：

步骤 S124、判断低优先级队列长度是否为零；如是，丟弃新加入的报文（步骤 S123 ); 否则，进行步骤 S122。

所述报文分类的优先级可根据 IP报文的 tos字段或者其他用户自定义的方法进行判断。所述低优先级队列可为 AC— BK队列和 /或 AC— BE队列等；所述高优先级队列可为 AC— VI队列和 /或 AC— VO队列等。

以下举例对报文丟弃进行详细说明。

参照图 6, 比如：在一个无线网关上接两个无线用户（终端），其中一个无线实施上网业务，另外一个无线用户实施 IPTV业务；并已在无线网关上扩展一个 AC— KEY报文分类和传输队列。

在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，对新加入的报文进行判断；如果新加入的报文是低优先级报文分类，比如 AC— BK分类，则直接丟弃；如果新加入的报文是高优先级分类，比如 AC— V0分类，则首先把 AC— BK 队列的长度缩短一个，并将其中的报文直接丟弃，然后将 AC— V0的队列的长度增长，并把新加入的报文放入。在通过上述方式将 AC— BK队列中的报文丟弃之前，先判断 AC— BK队列长度是否为 0; 如是，则 AC— V0队列将停止增长，新加入的 ^艮文也开始丟弃。

当无线带宽开始緩解时， AC— V0队列长度将逐渐减少，则 AC— BK队列可逐渐增加，低优先级的业务恢复正常。参照图 7,本发明提出另一实施例的一种无线局域网内增强服务质量的装置 30, 包括：

分类管理模块 31 , 用于在无线接入点增加报文分类；

队列管理模块 32,用于根据增加的报文分类增加 QoS优先级传输队列，并且设置队列属性；

通讯模块 33 , 用于利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。

所述分类管理模块 31可在上述基础上，利用无线网络的 MAC ( Media Access Control, 媒体访问控制）层的报文设计，在无线接入点上增加报文分类。

所述 MAC层可利用保留位（Reserved, 大小为 lbit )对报文分类进行扩展，如此报文最多可以分为八类，即使在全业务应用中，也可以足够满足需要。无线优先级队列也可根据报文分类的个数进行相应的增加，以满足 QoS调度。通过 MAC层扩展出来的报文分类，可以由用户自定义或者按协议约定进行分类，保证无线接入点和无线用户能够识别即可。

参照图 8, 在本实施例的一实施方式中，所述装置 30还包括分类纳入模块 34, 将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

所述分类纳入模块 34在多业务情况下，可将比较特殊的报文，比如链路保活报文和 /或关键的管理报文等，纳入增加的报文分类中。所述特定报文可包括 PPP保活文和 /或 IGMP管理文等。

所述报文的丟失可能会导致业务中断，因此可通过所述分类纳入模块 34, 在扩展的分类里增加对所述报文的特殊处理，比如提高优先级别以及增加重传次数等处理。如此，可使得环境恶劣的情况下，特定报文不丟失，业务不中断，在环境恢复后，业务随可以快速恢复。

所述队列管理模块 32可根据增加的报文分类，创建新的传输队列。所述新的传输队列具有争信道能力强、队列长度短以及重传次数相对多等特性。

所述通讯模块 33可利用所述新的传输队列进行通讯。即使在环境恶劣的情况下，也可以最大限度保证将增加报文分类中的报文传输到对方，保证链路不中断；且一旦环境正常后，可以快速恢复正常通讯。

参照图 9 , 在本实施例的另一实施方式中，所述通讯模块 33进一步包括报文丟弃单元 331 , 用于在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，进行报文丟弃。

所述报文丟弃单元 331 可在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，优先丟弃低优先级的报文，且在紧急情况下，才逐级丟弃高优先级的报文。通过牺牲低优先级的业务，而保证高优先级的业务的顺利传输。

所述文丟弃单元 331进一步包括级别判断件 332、队列整理件 333以及第一丟弃件 334;

所述级别判断件 332用于判断新加入报文的优先级别是否为高优先级；所述队列整理件 333 用于在新加入的报文的优先级别为高优先级时，在低优先级的队列中丟弃一报文，并将高优先级的新加入报文放入高优先级队列中；

所述第一丟弃件 334 , 用于在新加入的报文的优先级别为低优先级时，直接将低优先级的新加入报文丟弃。

所述文丟弃单元 331还包括长度判断件 335、第二丟弃件 336以及通知件 337;所述长度判断件 335用于在新加入的报文的优先级别为高优先级时，判断低优先级队列长度是否为零；所述第二丟弃件 336用于在低优先级队列长度为零时，根据判断丟弃新加入的报文；所述通知件 337用于在低优先级队列长度不为零时，根据判断通知所述队列整理件 333进行处理。

以下举例对报文丟弃进行详细说明。比如：在一个无线网关上接两个无线用户（终端），其中一个无线实施上网业务，另外一个无线用户实施 IPTV业务；并已在无线网关上扩展一个 AC— KEY报文分类和传输队列。

在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，可通过所述级别判断件 332 对新加入的文进行判断；如果新加入的文是低优先级 ^艮文分类，比如 AC— BK分类，则利用所述第一丟弃件 334直接丟弃；如果新加入的报文是高优先级分类，比如 AC— VO分类，则通过所述队列整理件 333把 AC— BK 队列的长度缩短一个，并将其中的报文直接丟弃，然后将 AC— VO的队列的长度增长，并把新加入的报文放入。在通过上述方式将 AC— BK队列中的报文丟弃之前，先利用所述长度判断件 335判断 AC— BK队列长度是否为 0; 如是，则 AC— VO队列将停止增长，使用所述第二丟弃件 336将新加入的报文也开始丟弃；否则，利用通知件 337通知所述队列整理件 333进行处理。

当无线带宽开始緩解时， AC— VO队列长度将逐渐减少，则 AC— BK队列可逐渐增加，低优先级的业务恢复正常。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

权利要求书

1、一种无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，包括步骤：在无线接入点增加报文分类；

利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。

2、根据权利要求 1所述的无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，所述在无线接入点增加报文分类的步骤后还包括步骤：

将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

3、根据权利要求 1或 2所述的无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，所述利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输的步骤进一步包括步骤：

在无线带宽不足且网关的緩存队列满时，进行报文丟弃。

4、根据权利要求 3所述的无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，所述进行报文丟弃的步骤进一步包括步骤：

5、根据权利要求 4所述的无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，所述在低优先级的队列中丟弃一报文，并将新加入的报文放入高优先级队列中的步骤前还包括步骤：

判断低优先级队列长度是否为零；如是，丟弃新加入的报文；否则，在低优先级的队列中丟弃一报文，并将新加入的报文放入高优先级队列中。

6、根据权利要求 4或 5所述的无线局域网内增强服务质量的方法，其特征在于，所述低优先级队列为 AC BK队列和 /或 AC BE队列；所述高优先级队列为 AC— VI队列和 /或 AC— VO。

7、一种无线局域网内增强服务质量的装置，其特征在于，该装置包括：分类管理模块，用于在无线接入点增加报文分类；

通讯模块，用于利用增加的传输队列进行 QoS调度，并进行数据传输。

8、根据权利要求 7所述的无线局域网内增强服务质量的装置，其特征在于，所述装置还包括：

分类纳入模块，用于将特定报文纳入增加的 QoS优先级传输队列。

9、根据权利要求 7或 8所述的无线局域网内增强服务质量的装置，其特征在于，所述通讯模块进一步包括：

10、根据权利要求 9所述的无线局域网内增强服务质量的装置，其特征在于，所述文丟弃单元进一步包括：

11、根据权利要求 10所述的无线局域网内增强服务质量的装置，其特征在于，所述文丟弃单元还包括：

长度判断件，用于在新加入的报文的优先级别为高优先级时，判断低优先级队列长度是否为零；第二丟弃件，用于在低优先级队列长度为零时，丟弃新加入的报文；通知件，用于在低优先级队列长度不为零时，通知所述队列整理件进行处理。