多用戶WiFi帶寬分配方法及設備的制造方法
【專利摘要】一種控制在訂戶接入點處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，包括：確定公共用戶是否已經(jīng)在訂戶接入點處建立連接；測量公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率；檢索最大信道使用時限；以及響應于所測量的物理數(shù)據(jù)率和最大信道使用時限，限制基于每個單位時間所傳遞的數(shù)據(jù)量。
【專利說明】
多用戶Wi Fi帶寬分配方法及設備
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及帶寬分配，并且具體地，本發(fā)明基于物理層連接質(zhì)量來動態(tài)地限制分 配給每個WiFi客戶端的帶寬，使得連接質(zhì)量差的客戶端不會不利地降低整體鏈路質(zhì)量。
【背景技術】
[0002] 在多播和廣播應用中，數(shù)據(jù)通過有線和/或無線網(wǎng)絡從服務器傳送到多個接收器。 在本文中所使用的多播系統(tǒng)是服務器同時向多個接收器傳送相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中接收器 形成所有接收器的子集，該子集達到并包括所有接收器。廣播系統(tǒng)是服務器同時向所有接 收器傳送相同數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。即，根據(jù)定義，多播系統(tǒng)可W包括廣播系統(tǒng)。
[0003] 在本文中所使用的術語"客戶端"包括但不限于工作站、客戶站、移動站、移動終 端、移動設備、節(jié)點、膝上型計算機(膝上型電腦）、筆記本型計算機(筆記本電腦）、個人數(shù)字 助理(PDA)、雙模式智能電話、i化one、iPod、i化d、平板或者可W連接到網(wǎng)絡的任何其他無 線設備。
[0004] 在多個客戶端連接到無線路由器、網(wǎng)關或接入點(AP)的情況下，理想地，所有客戶 端將W高鏈路質(zhì)量來連接，如此可W使用高速率調(diào)制方案。在運種情況下，每個客戶端利用 短的持續(xù)時間來傳送或接收數(shù)據(jù)。然而，如果一個客戶端具有差的連接質(zhì)量，則必須使用低 速率調(diào)制方案。低速率或較低速率調(diào)制方案意味著，將需要較長的時間來傳送或接收同等 量的數(shù)據(jù)。因此，鏈路質(zhì)量差(連接不良）的客戶端將需要不相稱的量的可用時間用于其通 信，對于鏈路質(zhì)量良好(連接良好)的其余客戶端留下減少的信道容量。
[0005] 在現(xiàn)有技術中已知多種服務質(zhì)量(QoS)機制，但是運些QoS機制基于預先設置的服 務質(zhì)量類別。運些QoS機制均未明確地根據(jù)鏈路質(zhì)量而變化的WiFi擁塞的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在多個客戶端連接到無線路由器、網(wǎng)關或接入點(AP)的情況下，理想地，所有客戶 端將W高鏈路質(zhì)量來連接，如W可W使用高速率調(diào)制方案。在運種情況下，每個客戶端利用 短的持續(xù)時間來傳送或接收數(shù)據(jù)。然而，如果一個客戶端具有差的連接質(zhì)量，則必須使用低 速率調(diào)制方案。低速率或較低速率調(diào)制方案意味著，將需要較長的時間來傳送或接收同等 量的數(shù)據(jù)。因此，鏈路質(zhì)量差(連接不良）的客戶端將需要不相稱的量的可用時間用于其通 信，對于鏈路質(zhì)量良好(連接良好)的其余客戶端留下減少的信道容量。
[0007] 本發(fā)明動態(tài)地限制任何指定的客戶端(例如，鏈路質(zhì)量差的客戶端)可W發(fā)送或接 收的數(shù)據(jù)量，使得客戶端使用比每個單位時間可調(diào)節(jié)的百分比更少的信道。
[000引一種控制在訂戶接入點處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，包括:確定公共用戶 是否已經(jīng)在訂戶接入點處建立連接;測量公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率;檢索最大信道使用時 限；W及響應于所測量的物理數(shù)據(jù)率和最大信道使用時限，限制基于每個單位時間所傳遞 的數(shù)據(jù)量。
【附圖說明】
[0009] 根據(jù)結合附圖來閱讀的下面的詳細描述，將最好地理解本發(fā)明。附圖包括下面簡 要描述的W下各圖：
[0010] 圖1是本發(fā)明的訂戶接入點的示例性實施例的流程圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明的訂戶接入點的示例性實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明將數(shù)據(jù)帶寬分配與物理層鏈路速率相結合。如果存在具有低鏈路速率的客 戶端，則減少其帶寬，使其平均起來在信道上活躍較少的時間。如果鏈路速率提高（可能由 于客戶端移動得更接近于接入點），則可W增加數(shù)據(jù)帶寬。W運種方式，允許(許可)單個客 戶端獨占通信信道的時間平均量保持(維持)在目標的持續(xù)時間W下。該持續(xù)時間可W根據(jù) 客戶端的類別而不同。
[OOU]客戶端可W由服務提供商分配至懷同的類別。例如，像Comcast運樣的服務提供商 啟用客戶預置設備(接入點）中的熱點功能。擁有特定接入點的私有訂戶可W被歸類為高優(yōu) 先級客戶端，因此將被給予較長的信道持續(xù)時限。連接到該私有訂戶的接入點的用戶將被 歸類為較低優(yōu)先級客戶端，因此將被給予較短的信道持續(xù)時限。W運種方式，即使公共客戶 端(用戶)具有低物理層鏈路速率連接，運也將不會不利地對具有熱點(接入點）的私有訂戶 的吞吐量產(chǎn)生影響。
[0014]可W想到，本發(fā)明將基于具有可能在設及特定數(shù)量的客戶端的特定情況下需要的 適當?shù)臅r間約束的物理層連接速率的平均值。
[001引還可W想到，管理不同類別的客戶端的限制的參數(shù)本身可W是自適應的。
[0016] 能夠基于更多的全局帶寬使用模式對某些或所有類別的客戶端啟用和禁用本發(fā) 明的數(shù)據(jù)帶寬的方法可能也是有用的。
[0017] W下是本發(fā)明的示例。如果對客戶端所允許(許可）的最大數(shù)據(jù)帶寬為4Mb/s，則例 如使最大信道使用時限為10%。然后，數(shù)據(jù)帶寬限制將根據(jù)W下圖表進行縮放： 「00181
[0019] 本發(fā)明在用作公共用戶的熱點的接入點處實現(xiàn)。即，本發(fā)明將作為私有訂戶（客 戶)預置設備(接入點）的一部分來交付。
[0020] 圖1是本發(fā)明的訂戶接入點的示例性實施例的流程圖。在105,數(shù)據(jù)率時限分配模 塊進行測試，W確定是否有公共用戶(客戶端）已經(jīng)連接到訂戶接入點（設備）。如果沒有公 共用戶連接到訂戶接入點，則處理返回到105,直至有公共用戶連接到訂戶接入點為止。如 果有公共用戶已經(jīng)連接到訂戶接入點，則在110,訂戶接入點測量公共客戶端的物理數(shù)據(jù) 率。在115,訂戶接入點從存儲系統(tǒng)檢索所連接的公共用戶的數(shù)據(jù)率。本發(fā)明想到數(shù)據(jù)率時 限基于物理層連接速率的平均值W及針對不同類別的客戶端的限制。因為針對不同類別的 客戶端的限制可W是自適應的，所W本發(fā)明還想到存在針對服務提供商的接口，使得服務 提供商可W更新數(shù)據(jù)率使用時限數(shù)據(jù)庫。服務提供商還可W能夠基于全局使用模式來啟用 或禁用某些類別的客戶端的數(shù)據(jù)帶寬。在120,訂戶接入點基于所測量的數(shù)據(jù)率W及從數(shù)據(jù) 庫檢索到的數(shù)據(jù)率使用時限，對所連接的公共用戶分配每個單位時間的數(shù)據(jù)率。在125,訂 戶接入點進行測試，W確定是否有另外的公共用戶連接到訂戶接入點或者已經(jīng)連接的公共 用戶的物理層數(shù)據(jù)率是否已經(jīng)改變(增加或減少）。如果沒有其他公共用戶連接到訂戶接入 點，或者如果已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變(增加或減少），則處理繼續(xù)到 105。如果有另外的公共用戶連接到訂戶接入點，則處理繼續(xù)到110。
[0021] 圖2是本發(fā)明的訂戶接入點的示例性實施例的框圖。存在公共用戶訪問訂戶接入 點（熱點）的公共用戶接口。公共用戶能夠與訂戶接入點（熱點）進行雙向通信。公共用戶接 口與測量物理數(shù)據(jù)率模塊進行雙向通信。測量物理數(shù)據(jù)率模塊測量所連接的公共用戶的物 理層數(shù)據(jù)率。測量物理數(shù)據(jù)率模塊與分配每個單位時間的數(shù)據(jù)率的模塊進行雙向通信。分 配每個單位時間的數(shù)據(jù)率的模炔基于所測量的物理層數(shù)據(jù)率和從存儲系統(tǒng)檢索到的使用 時限，向所連接的公共用戶分配每個單位時間的數(shù)據(jù)率使用。分配每個單位時間的數(shù)據(jù)率 的模塊與存儲系統(tǒng)進行雙向通信。存在服務提供商更新每個單位時間的最大使用的數(shù)據(jù)庫 的服務提供商接口。
[0022] 應當理解，本發(fā)明可W W各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器、或其組合來實 現(xiàn)。專用處理器可W包括專用集成電路(ASIC)、精簡指令集計算機(RISC)和/或現(xiàn)場可編程 口陣列(FPGA)。優(yōu)選地，本發(fā)明實現(xiàn)為硬件和軟件的組合。此外，軟件優(yōu)選地實現(xiàn)為有形地 實施在程序存儲設備上的應用程序。該應用程序可W被上載到包括任何適當架構的機器， 并由該機器執(zhí)行。優(yōu)選地，該機器在具有諸如一個或多個中央處理單元(CPU)、隨機存取存 儲器(RAM)和輸入/輸出（I/O)接口運樣的硬件的計算機平臺上實現(xiàn)。該計算機平臺還包括 操作系統(tǒng)和微指令代碼。在本文中所描述的各種處理和功能可W是微指令代碼的一部分或 經(jīng)由操作系統(tǒng)執(zhí)行的應用程序的一部分(或其組合）。此外，各種其他外圍設備可W連接到 該計算機平臺，諸如另外的數(shù)據(jù)存儲設備和打印設備。
[0023] 還應當理解，因為附圖中所圖示的一些構成系統(tǒng)組件和方法步驟優(yōu)選地W軟件來 實現(xiàn)，所W系統(tǒng)組件(或處理步驟)之間的實際連接可W根據(jù)本發(fā)明的編程的方式而不同。 給出在本文中的教導，相關領域的普通技術人員將能夠想到本發(fā)明的運些W及類似的實現(xiàn) 方式或配置。
【主權項】
1. 一種控制在訂戶接入點處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量的方法，所述方法包括： 確定所述公共用戶是否已經(jīng)在所述訂戶接入點處建立連接； 測量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率； 檢索每個單位時間的最大信道使用；以及 響應于所測量的物理數(shù)據(jù)率和所述最大信道使用時限，限制基于每個單位時間所傳遞 的數(shù)據(jù)量。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，還包括:確定是否存在另外的公共用戶已經(jīng)與所述訂戶 接入點建立連接或者是否已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變。3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，如果存在另外的公共用戶已經(jīng)與所述訂戶接入點 建立連接或者如果已經(jīng)連接的公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率已經(jīng)改變，則重復測量、檢索和分 配的步驟。4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述訂戶接入點為私有接入點。5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，私有訂戶接入點用作公共熱點。6. -種訂戶接入點，用于控制在所述訂戶接入點處的公共用戶的數(shù)據(jù)吞吐量，所述訂 戶接入點包括： 與所述公共用戶進行通信的雙向接口； 測量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率的模塊，所述測量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率的 模塊與所述雙向公共用戶接口雙向通信； 存儲系統(tǒng)，其包括每個單位時間最大使用數(shù)據(jù)；以及 限制向所述公共用戶基于每個單位時間所傳遞的數(shù)據(jù)量的模塊，所述限制向所述公共 用戶基于每個單位時間所傳遞的數(shù)據(jù)量的模塊與所述測量所述公共用戶的物理層數(shù)據(jù)率 的模塊雙向通信，并且還與所述存儲系統(tǒng)雙向通信，所述限制向所述公共用戶基于每個單 位時間所傳遞的數(shù)據(jù)率的量的模塊響應于所測量的物理層數(shù)據(jù)率和最大信道使用時限數(shù) 據(jù)，限制每個單位時間所傳遞的數(shù)據(jù)量。7. 所述訂戶接入點還包括:服務提供商接口，用于更新最大信道使用時限數(shù)據(jù)。8. 根據(jù)權利要求6所述的訂戶接入點，其中，所述訂戶接入點為私有接入點。9. 根據(jù)權利要求8所述的訂戶接入點，其中，所述私有訂戶接入點用作公共熱點。
【文檔編號】H04L12/911GK105940646SQ201480074353
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年1月29日
【發(fā)明人】A.R.布伊萊特
【申請人】湯姆遜許可公司