控制无线lan中的业务流的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供了控制无线LAN(诸如IE邸802.IlxLAN)中的数据业务流的方法和 系统。具体地，本发明的实施方式提供根据用户优先级和/或被用来向用户发送和从用户 接收数据的调制方案，在经由公共无线接入点连接的用户之间执行的业务流整形和/或监 管。
【背景技术】
[0002] 现有Wi-Fi系统必须在想要使用介质的所有站之间共享给定无线电信道的有限 资源。用于分配该资源的当前标准机制（分布式协调功能值CF),在下面进一步描述）将所 有的站同等对待，而不管它们是接入点还是移动终端，并且在给予各个站相同机会成为将 分组放在空中接口上的下一站的意义上是"公平的"。虽然运个机制是鲁棒的，但是它不总 是提供分配可用资源的最优方法。具体地它不考虑W下因素：
[0003] 1/不存在用户优先级的概念，并且因此不能够区分可能正期待不同类的服务的用 户。
[0004] 2/商用接入点中部署的标准机制不考虑任何给定站正消耗的可用空中接口资源 的比例。在与接入点相距不同距离处的站点在发送时将使用不同的调制速率。例如，靠近 接入点的站可能W54Mbps发送，而在覆盖范围边缘的站可能正W仅IMbps发送。因为DCF 使得它们能够发送相同数量的分组，所W如果它们发送相同大小的分组，则覆盖范围边缘 站将使用是靠近接入点的站的54倍的空中时间（airtime)。运可能不是资源的最优使用。
[0005] 3/对于经由私有接入点的公用Wi-Fi接入（如本申请人的被称为BTFON的公用 接入Wi-Fi网络中使用的），标准机制在区分公用用户和私有用户时不考虑空中接口使用。 在运点上，目前通常考虑仅回程使用，其与空中接口使用不具有1:1关系。也就是说，目前 的BTWiFi网络当前使公用Wi-Fi业务流和私有Wi-Fi业务流分离，并且基于回程业务流 速率向私有用户提供带宽保护。
[0006] 业务流控制在计算机联网中是公知概念。例如Linux业务流控制'tc'(参见 httD://unixhelp. ed. ac. uk/CGI/man-CRi?tc+8)实现了用于实现业务流监管、整形、调 度和丢弃的机制。在802. IlWi-Fi网络中，传统上已经使用分布式协调功能（参见:ht化:// en. Wikipedia. orR/wiki/Pistributed Coordination Function)来控审。对传输介质的接 入。
[0007] 在其基本形式上，运个机制在各个站具有相同机会成为在空中放置分组的下一站 的意义上，试图使对介质的接入变得"公平"。本质上允许各个站与其它各站发送相同数量 的分组。
[0008] WMMQoS(IE邸802.Ile服务质量规范的配置）修改DCFW基于多个业务类别：语 音、视频、尽力而为度estEfTods)和后台来允许特定类型的业务流的优先级排序。
[0009] 女日 在http://en. wikipedia. orR/wiki/IEEE802. lle-2005所 描述的， I邸E802.lie通过新的协调功能：混合协调功能（HCF)来增强DCF和点协调功能（PCF)。 在HCF内，与传统802.IlMC中定义的类似，存在信道接入的两个方法：HCF受控信道接入 (肥CA)和增强型分布式信道接入巧DCA)。邸CA和肥CA运二者均定义业务类别灯C)。例 如，可将电子邮件指派到低优先级类，并且可将无线LAN语音电话（VoWLAN)指派给高优先 级类。
[0010] 利用邸CA,高优先级业务流具有比低优先级业务流高的被发送机会：具有高优先 级业务流的站在发送它的分组之前等待平均稍短于具有低优先级业务流的站。运通过TCMA协议来实现，该TCMA协议是将较短仲裁帖间空间（AIF巧用于较高优先级分组的CSMA/CA 的变型。确切值依赖于被用来发送数据的物理层。另外，邸CA在被称作发送机会（TX0巧的 周期内提供对信道的无争用接入。TXOP是站可W发送尽可能多的帖的有界时间间隔（只要 发送的持续时间不超越TXOP的最大持续时间）。如果帖太大W致无法在单个TXOP中发送， 则应该将它分割为较小的帖。TXOP的使用防止站在低调制速率下一次性发送大量的高优先 级帖。另选地，它使得快站能够一次性发送数个帖。（对于高优先级接入类别，TXOP被设定 为低值。）为0的TXOP时间间隔意味着它限于单个MC服务数据单元（MSDU)或MC管理 协议数据单元（MMPDU)。尽力而为业务流通常具有为零的TX0P，运确实意指仅一个MSDU，但 是在低调制速率的覆盖范围边缘处，可能是相当长的空中时间。 W11] 在邸CA中优先级的级别被称作接入类别（AC)。能够根据各个接入类别中期待的 业务流来设定争用窗口（CW)，其中较宽的窗口是具有较繁重的业务流的类别所需的。分别 根据针对由802.Ile支持的各个物理层而定义的aCWmin值和aCWmax值计算出CWmin值和 CWmax值。
[0012]在其它现有技术中，在Li,B.J.和Soung,C.LProportionalFairnessin WirelessLANsandAdHocNetworksTheChineseUniversityofHongKong(可在 http://www.ie.cuhk.edu.hk/fileadmin/staffUDload/sounR/Conference/C56.pdf在线 得到）中，Li和Soung公开了一种在相同空中时间方面确保公平的方法，其中他们考虑基 础设施WLAN，在该基础设施WLAN中所有WS与AP通信。他们假定AP针对各个WS维护单独 的队列，使得对于下行链路业务流，它能够W灵活方式将不同的带宽分配给队列。对于下行 链路业务流，AP作为协调方将空中时间同等地分配给WS。对于上行链路业务调度，他们公 开了： 阳01引 1.在各个WS中使用相等的TXOP长度
[0014] 用于在WLAN中针对上行链路业务实现比例公平的直接方法是在使CW保持不变 (对于所有WS来说相同）的同时，利用来自WS的分组突发，如在802.Ile标准[11]中所定 义的。突发长度（即，TXOP长度，用"秒"表达）被设定为对于所有WS来说相同实现相等空 中时间使用，其独立于WS的单独数据速率。因为802.IlMC向所有WS隐式地提供长期相 等接入概率，所W用于所有WS的相等TXOP长期导致相等空中时间占用。
[0015] 或
[0016] 2.调整不同WS的初始CW
[0017] 还能够另选地调谐WS的初始CW(CWMin)W针对上行链路业务实现此目标。能够 将CWMin的值从AP分发给WS，因为AP从各个WS知道由一个突发使用的单独空中时间。
[0018] 因此，尽管Li和Soung教导了一种用于上游空中时间公平的方法，但是他们不使 用上游监管。他们的使用相等TxOP长度的方法（1)不能够使不同的用户优先级与空中时 间公平混合，因为所有用户得到相同的TxOP。他们的每站使用变化的CWmin值的方法（2) 在它能够适于变化的负荷的速率方面并且在W最低调制速率运行的附加探测请求/响应 对的生成中有实际局限性，并且因此将引起附加拥塞。它还将增加分组分割并且因此降低 信道使用的总体效率。而且，适配任何上游监管技术需要在实际发送客户端装置处适配，运 在制造商采纳和与传统装置的兼容性方面带来实际实现困难。
【发明内容】
[0019] 本发明的实施方式试图通过对无线LAN(WLAN)网络中的接入点内的业务流控制 系统做出修改、使移动站保持不变并且在不用改变网络的物理层或MC层的情况下，解决 W上所标识的用户优先级排序和可用带宽的更公平共享的两个问题。
[0020] 本发明的实施方式因此定义了一种用于WLAN接入点的新的业务流控制系统。所 述业务流控制系统根据第一新输入-用户优先级（由认证服务器供应）工作。运使得不同 服务级别能够被提供给不同类的客户。另外，所述业务流控制系统基于第二新输入-调制 速率检测器（其测量调制速率，所连接的各个客户端在该调制速率发送其业务流）来对业 务流进行监管和/或整形，并且使用它来间接引起可用空中接口容量的更公平使用（例如 通过在它们检测到分组丢失时使TCP流退避）。最后，对于公用Wi-Fi正通过私有Wi-Fi接 入点（诸如BTWi-Fi服务ht化S:// www.bt.com/bt化n)传送的一些实施方式中，该业务流 控制系统能够管理空中接口利用在公用Wi-Fi用户与私有Wi-Fi用户之间分割，W确保私 有用户不使他们的Wi-Fi空中接口网络容量被公用用户过度地消弱。
[0021] 鉴于上文，从第一方面提供了一种控制无线局域网（WLAN)中的数据业务流的方 法，该方法包括W下步骤：确定与无线接入点通信的无线站的相应的优先级级别；根据无 线站数据速率和调制速率来计算所述WLAN上的无线业务流负载；W及针对无线站，根据无 线站优先级级别和所计算出的无线业务流负载来设定业务流流量控制极限；其中，所述设 定包括当所述无线业务流负载高于阔值级别时减小业务流流量控制极限，W及当所述无线 业务流负载低于所述阔值级别时增大所述业务流流量控制极限。
[0022] 从另一方面还提供了与无线局域网接入点一起使用的业务流流量控制极限计算 器，所述计算器被设置成：i)从用户优先级存储器中确定与无线接入点通信的无线站的相 应的优先级级别；ii)根据无线站数据速率W及如由调制速率检测器确定的调制速率来计 算所述WLAN上的无线业务流负载；并且iii)针对无线站，根据无线站优先级级别和所计算 出的无线业务流负载来设定业务流流量控制极限；其中，所述设定包括当所述无线业务流 负载高于阔值级别时减小业务流流量控制极限，W及当所述无线业务流负载低于所述阔值 级别时增大所述业务流流量控制极限。
[0023] 在一些实施方式中，所述业务流流量控制极限是业务流整形器极限或业务流监管 器极限。
[0024] 而且，在一些实施方式中所述业务流流量控制极限计算器形成无线LAN接入点的 一部分，该接入点还包括：无线网络接口；上游业务流控制系统和