专利名称：一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种基于用户级别的服务质量保
证方法。
背景技术：
无线局域网通常是基于载波侦听多址协议(CSMA)的，其改进方式有 信道分裂预约多址接入(SRMA)、冲突避免多址接入协议(MACA)、改进 的冲突避免多址接入协议MACAW、底部获取多址接入协议(FAMA)和 802.11等协议，本发明所指的无线局域网一般都是基于CSMA协议。
在无线局域网中需要建立服务质量(QoS)保证机制，目前典型的方法 有两种IEEE 802.11标准和IEEE 802.11e标准草案。其中商用的有正EE 802.11,该协议规定了分布式协调功能(DCF)和点协调(PCF)功能，可实 现两种不同优先级的简单QoS保证机制。在IEEE 802.11中，PCF采用轮询 方法适用于传输对时延敏感的业务(traffic)类别，帧间间隔短，优先级高， 采用DCF方式传输的业务类别，须竞争接入，帧间间隔相对较长，优先级低。 业务类别的定义指， 一个业务类别是一组媒质接入控制(MAC)层服务数据 单元(MSDU)，同一个业务类别的MSDU，相比与其他业务类别MSDU，具 有特定的优先级要求。IEEE 802.11不能适应优先分级较多的多媒体业务传输 需求。
为克服该缺点，正EE 802.11e标准草案增加了增强型分布式协调功能 (EDCF)和混合协调功能(HCF)。 EDCF赋予不同优先级业务类别以不同 的帧间间隔，帧间间隔长的业务接入概率低于帧间间隔短的业务，EDCF可 和轮询方法混合为HCF，可实现较复杂的QoS保证机制。其缺点是当网络中 规定的业务类别较多时，各业务类别数据传输的帧间间隔差异较大，较低优 先级业务类别具有较长帧间间隔，这并不是业务传输本身要求的，而是由于 多种优先级不同的业务类别同时竞争媒质造成的，通过对不同的业务类别设
置不同的帧间间隔，使之具有不同的接入概率以此实现QoS保证。低优先级 业务类别传输的帧间间隔大，尤其当没有高优先级业务类别传输时，低优先 级业务类别不能縮短帧间间隔，造成不必要的传输时延，降低了网络吞吐量， 网络性能变差。
在通信领域中，用户可以通过经济手段获得不同的服务质量等级，等级
高的用户可以获得更多可定制或更高质量的服务。在正EE802.11e标准草案 中没有定义基于用户类别的QoS机制，无法保证高优先级的用户获得高质量 的服务。现有技术中，不能实现用户定制的服务，以及需要通过数据传输的 帧间间隔差异区分优先级，造成不必要的传输时延，降低了网络吞吐量。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提供了一种网络中基于用户级别的服务质量 保证方法，对无线局域网或其他网络内基于用户级别的业务，保证高级别的 用户获得高质量的服务。
本发明提供了一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法，包括以下
步骤
步骤1、按照用户级别确定用户所对应的分群，每个级别的用户所对应 的分群具有唯一的分群编号，网络中的站点确知用户级别与分群编号之间的 对应关系，所述网络中的分群轮询协调点启动包括多个分群轮询的一轮分群 轮询；
步骤2、在所述一轮分群轮询中，优先轮询高级别的用户所对应的分群， 从而使高级别的用户的服务质量得以保证；
步骤3、重复上述步骤，进行新一轮分群轮询。 所述步骤1包括
步骤201、所述网络中的分群轮询协调点发送信标帧，信标帧中包含本 轮分群轮询周期的最大时长，除所述网络中的分群轮询协调点所在站点之外 的站点根据这些参数设置和更新网络分配适量。
所述步骤2包括
步骤301、所述网络中的分群轮询协调点广播分群轮询开始信息，其中 包含当前一个分群轮询的分群编号，并启动业务超时定时器和分群轮询超时
定时器，或仅启动业务超时定时器；如果上述定时器超时，启动所述一轮分 群轮询中的下一个分群轮询；
步骤302、当前一个分群轮询数据传输；
步骤303、判断当前一个分群轮询是否结束，如果所述当前一个分群轮 询结束，执行步骤304;如果当前一个分群轮询没有结束，判断是否达到所 述本轮分群轮询周期的最大时长，如果达到所述本轮分群轮询周期的最大时 长，重新启动新一轮分群轮询，如果没有达到所述本轮分群轮询周期的最大 时长，也可以重新启动新一轮分群轮询或者继续执行步骤302;
步骤304、判断当前一个分群轮询是否为本轮最后一个分群轮询，如果 是，重新启动新一轮分群轮询，或者在达到所述本轮分群轮询周期的最大时 长时重新启动新一轮分群轮询，否则启动所述一轮分群轮询中的下一个分群 轮询。
所述步骤302包括
步骤401、站点根据自己所属用户的级别响应所述分群轮询； 步骤402、符合所述被轮询的条件的站点向目的站点发送数据，所述目 的站点予以响应。
所述步骤401中，站点将本身所属用户级别和当前分群的分群编号采用
严格匹配方式或者非严格匹配方式进行比对。
所述步骤402中，站点采用载波侦听多址协议发送数据。 所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点在本分群轮询期间内，
周期发送或仅在该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含被轮询分
群的分群编号。
所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点为级别不同的分群指配 不同的分群轮询最大间隔，如果当前分群轮询达到了最大间隔数，则启动所 述一轮分群轮询中的下一个分群轮询，否则执行步骤302。
所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点在当前分群轮询期间， 判断当前分群轮询期间是否已无相应用户级别数据发送，如果是，则启动所 述一轮分群轮询中的下一个分群轮询，否则执行步骤302。
所述步骤401中，站点根据自己所属用户级别响应分群轮询，轮询参数 可以决定一个站点只响应一个分群轮询，也可以决定一个站点响应多个分群 的轮询；所述分群轮询协调点能实现在高级别用户站点传输过程中有一定比 例低级别业务类别站点的传输，或保证在一定时间间隔内，网络中高级别业 务类别站点传输完毕之前禁止低级别业务类别站点的传输。
将所述分群轮询协调点驻留在接入点中。
所述网络为无线局域网络。
本发明的方法避免了现有技术需要帧间间隔区分优先级以实现QoS保 证所带来的技术问题。不会造成不必要的传输时延，增加了网络吞吐量，加 强了网络性能，在基于用户级别的业务中，能够保证高级别的用户获得高质 量的服务。
图1是本发明一实施例的无线局域网中基于用户级别的服务质量保证方 法流程图2是本发明的网络中基于用户级别的服务质量保证方法的流程图。
具体实施例方式
下面就结合附图对本发明的具体实施例进行详细的说明。 图2是本发明基于用户级别的服务质量保证方法的流程图。该方法包括 步骤210:分群轮询的发起和控制由分群轮询协调点完成，分群轮询协 调点可以驻留在接入点(AP)中，按用户级别不同对站点分群，用户级别和
分群编号的对应关系是站点(STA)公知的，分群轮询协调点确定分群轮询 参数并按该参数对各分群进行轮询，轮询是循环反复的；
步骤220: STA根据自己所属用户级别响应分群轮询，轮询参数可以决
定一个站点只响应一个分群轮询，也可以决定一个站点响应多个分群的轮询；
分群轮询协调点能实现在高级别用户站点传输过程中有一定比例低级别业务 类别站点的传输，或保证在一定时间间隔内，网络中高级别业务类别站点传
输完毕之前禁止低级别业务类别站点的传输；
步骤230:在分群轮询期间，符合被轮询条件的站点基于载波侦听多址
协议CSMA发送数据，接收STA不论是否被轮询或是否能被轮询都予以响 应，不同级别用户站点传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同。
上述按用户级别不同对站点分群，用户级别和分群编号的对应关系是站
点(STA)公知的，分群轮询协调点确定分群轮询参数并按该参数对各分群 进行轮询，轮询是循环反复的步骤，包括将用户级别划分为P种级别，即
S1 SP， Sl级别最高，依次级别递减，SP级别最低，STA确知该对应关系。 分群轮询协调点根据实际情况确定分群轮询参数，通常分群轮询参数是由Sl 向SP依次轮询，轮询完最后一个分群后循环反复，在每个分群轮询期间周 期发送或仅该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含被轮询分群的 编号(如S3)。
上述STA根据自己所属用户级别响应分群轮询，轮询参数可以决定一个 站点只响应一个分群轮询，包括STA能够识别分群轮询参数并将该参数中 的分群编号和自己所属用户级别相比对，如果STA所属用户级别和该分群编 号对应的业务类别一致，则该STA参与当前分群轮询，传输相应类别的业务 数据，反之，在当前分群轮询期间，该STA将停止发送数据。
上述STA根据自己所属用户级别响应分群轮询，轮询参数也可以决定一 个站点响应多个分群的轮询的步骤，包括STA能够识别分群轮询参数并将 该参数中的分群编号和自己所属用户级别相比对，如果STA所属用户级别大 于或等于该分群编号对应的业务级别，则该STA参与当前分群轮询，传输相 应类别的业务数据，反之，在当前分群轮询期间，该STA将停止发送数据。
上述分群轮询协调点可以实现在高级别用户站点传输过程有一定比例低 级别用户站点的传输步骤，包括在分群轮询期间，分群轮询协调点为级别 不同的分群指配不同的分群轮询最大间隔，分群轮询协调点可以设置当前一 轮的分群轮询最大时间间隔，也可以不设置该参数，在分群轮询期间，每当 媒质空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否还有数据发送， 如果分群轮询协调点认为当前分群轮询期间己无相应用户级别数据传输，分 群轮询协调点将轮询下一个分群，反之，将继续轮询当前的分群轮询，直到 轮询间隔达到该分群轮询的最大间隔或当前一轮分群轮询的最大时长。
上述在一定时间间隔内，网络中高级别用户站点传输完毕之前禁止低级 别用户站点的传输步骤，包括确定每轮分群轮询的最大时长，在分群轮询 期间，每当媒质空闲时，分群轮询协调点将判断当前分群轮询期间是否还有 数据发送，如果分群轮询协调点认为当前分群轮询期间己无相应业务类别数
据传输，分群轮询协调点将轮询下一个分群，反之，将继续轮询当前的分群 轮询，直到当前一轮的分群轮询达到其的最大轮询时长。分群轮询不保证在 每一轮轮询过程中都能轮询所有用户。
图1是本发明一实施例的无线局域网中基于用户级别的服务质量保证方 法流程图。
首先在步骤101，按用户级别分群、确定轮询参数，具体地，分群轮询
协调点按类别将业务类别划分为P个分群编号S1 SP， Sl对应的用户级别 最高，依次级别递减，SP级别最低，STA确知该对应关系。分群轮询协调点 确定分群轮询参数，包括分群轮询的时间参数，是否允许在每轮分群轮询 期间，高级别用户站点传输过程中有一定比例低级别用户站点的传输，轮询 参数规定了分群轮询的次序，级别高的在先，优先轮询级别高的用户所对应 的分群，即在本轮分群轮询中没有被轮询的分群中，选择级别最高的用户所 对应的分群进行轮询，分群轮询协调点依据该次序循环反复地轮询。
接着，在步骤105，开始首轮分群轮询，具体地，首轮分群轮询以一个 信标帧的发送开始，该信标帧中包含该轮分群轮询周期的最大时长和剩余时 长。除了分群轮询协调点所在STA外的所有STA根据这些参数设置和更新 网络分配适量。分群轮询和竞争是可以混合使用，而一轮分群轮询和其后的 竞争时间间隔加起来可以组成一个超帧，两轮分群轮询开始点的间隔也就是 超帧的间隔，该轮分群轮询周期的最大时长也就是两轮分群轮询开始点的间 隔，用于设置STA的网络分配适量(NAV)。而实际该轮分群的轮询可能会 早于该轮分群轮询周期的最大时长结束，这同时也便加入 -些竞争接入，因 此旁听STA使用该轮分群轮询周期的剩余时长来更新NAV，当NAV复位后， STA将进入竞争周期。因此，前者用于设置NAV，并且让站点知道可能的最 大值，后者用于更新NAV，每轮轮询期间会有多个信标帧，其最大值是不变 的，而剩余值是逐渐缩小的。
接着，在步骤110，开始第一个分群轮询，具体地，分群轮询协调点广 播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群编号，并设置启动业务 超时定时器和分群轮询超时定时器，或仅设置启动业务超时定时器，在当前 分群询期间发送的信标帧中携带当前被轮询分群的分群信息。所谓的分群信 息，主要指被轮询的分群的编号，每个分群轮询开始都要发送信标帧，信标
帧是广播信息的一种，重要是让旁听站点知道目前轮询的状态，另外分群轮 询协调点还将广播轮询帧，用于指示某个分群的开始和其上一个分群轮询的 结束。这种模式适用于无线局域网，如果是其他系统可能采用其他方式。
接着，在步骤115，当前分群轮询数据传输，具体地，STA能够识别分 群编号，并将自己所属用户级别和分群编号比对，
如果采用严格匹配方式，且STA所属用户级别和当前轮询编号一致的， 则参与该分群轮询，依据CSMA协议以一定的帧间间隔发送相应数据。
如果采用非严格匹配方式，且STA用户级别大于或等于当前轮询编号对 应用户级别，则参与该分群轮询，依据CSMA协议以一定的帧间间隔发送相 应数据。
不参与该分群轮询的STA不能发送数据。接收STA不论是否被轮询或 是否能被轮询都予以响应。不同级别用户站点传输时的帧间间隔以及退避窗 口可以相同或不同。
接着，在步骤120，判断当前分群轮询是否结束。具体地，在每个分群 轮询期间，分群轮询协调点判断当前分群轮询期间是否还有数据发送的方法 是， 一旦媒质空闲，分群轮询协调点就设置启动业务超时定时器，如果在该 定时器超时前没有被轮询分群站点发送数据，则分群轮询协调点认为已没有 该级别用户站点数据要传输，该分群轮询结束，分群轮询协调点依照轮询参 数转而轮询下一个分群，反之则关闭该定时器，直到下-7欠媒质空闲时，重 新设置启动业务超时定时器。分群轮询超时定时器则规定了各分群轮询的最 大时间间隔，如果在当前分群轮询期间，业务超时定时器始终没有超时，则 当分群轮询超时或当前一轮的分群轮询间隔已经达到该轮分群的最大间隔 时，当前分群轮询结束，分群轮询协调点将检测媒质是否空闲，如果空闲分 群轮询协调点将立即轮询下一个分群，如果媒质忙，则一旦媒质转为空闲， 分群轮询协调点将轮询下一个分群。如果当前分群轮询结束则进行步骤125， 否则继续当前分群轮询数据传输。
接着，在步骤125，判断是否是该轮最后一个分群轮询，具体的，如果 在步骤120判断，当前分群轮询结束，则分群轮询协调点根据轮询参数，判 断结束的当前分群轮询是否是这一轮轮询的最后一个分群，如果不是这一轮 询的最后一个分群，则进行步骤130;如果不是这一轮询的最后一个分群，
则判断是否达到该轮分群轮询周期的最大时长，如果达到该轮分群轮询周期 的最大时长，进行步骤135;如果没有达到该轮分群轮询周期的最大时长，
则可以提前结束该轮分群轮询进行步骤135，也可以让所有STA采用CSMA 协议竞争媒质传输或采用其他传输方式传输数据，并在达到该轮分群轮询周 期的最大时长时进行步骤135。
接着，在步骤130，开始下一个分群轮询，具体地，分群轮询协调点广 播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群编号，并设置启动业务 超时定时器和分群轮询超时定时器，或仅设置启动业务超时定时器，在当前 分群轮询期间发送的信标帧中携带当前被轮询分群的分群信息。
接着，在步骤135，开始下一轮分群轮询，具体地该分群轮询以一个信 标帧的发送开始，该信标帧中包含该轮分群轮询周期的最大时长和剩余时长。 除了分群轮询协调点所在STA外的所有STA根据这些参数设置和更新网络 分配适量。
另外，根据本发明的一个变形例，在步骤110和步骤130，分群轮询协 调点广播分群轮询开始信息，其中包含当前分群轮询的分群编号，仅设置启 动业务超时定时器。在步骤120分群轮询协调点除需判断当前分群轮询期间 是否还有数据发送，还要判断本轮分群轮询间隔是否达到该轮分群轮询周期 的最大时长，如果当前分群轮询无相应类别数据传输，或当前分群轮询时间 间隔己达到该轮分群轮询周期的最大时长，则进行步骤125。在步骤125，如 果当前分群轮询因无相应类别站点传输结束由步骤120进入步骤125，则分 群轮询协调点判断是否是最后一个分群，如果否，则进行步骤130，如果是， 则进行步骤135。如果在步骤125，是因为达到该轮分群轮询周期的最大时长 由步骤120进入步骤125，则进行步骤135。在该变形例中，分群轮询协调点 不保证在每一轮轮询过程中都能轮询所有用户级别，且SP分群轮询结束， 则分群轮询协调点结束该轮的分群轮询开始下一轮分群轮询。
由上可知，本发明由分群轮询协调点按照站点公知的用户级别和分群编 号之间的对应关系，站点根据自己所属用户级别响应分群轮询，从而使不同 级别用户站点传输时的帧间间隔以及退避窗口可以相同或不同，低级别用户 级别站点传输的帧间间隔不会很大，当没有高级别用户站点传输时，低级别 用户站点能自适应地縮短帧间间隔，不会造成不必要的传输时延，增加了网 络吞吐量，加强了网络性能。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条 件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限 于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1. 一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1、按照用户级别确定用户所对应的分群，每个级别的用户所对应的分群具有唯一的分群编号，网络中的站点确知用户级别与分群编号之间的对应关系，所述网络中的分群轮询协调点启动包括多个分群轮询的一轮分群轮询；步骤2、在所述一轮分群轮询中，优先轮询高级别的用户所对应的分群，从而使高级别的用户的服务质量得以保证；步骤3、重复上述步骤，进行新一轮分群轮询。
2. 如权利要求1所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤l包括步骤201、所述网络中的分群轮询协调点发送信标帧，信标帧中包含本 轮分群轮询周期的最大时长，除所述网络中的分群轮询协调点所在站点之外 的站点根据这些参数设置和更新网络分配适量。
3. 如权利要求2所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤2包括步骤301、所述网络中的分群轮询协调点广播分群轮询开始信息，其中 包含当前一个分群轮询的分群编号，并启动业务超时定时器和分群轮询超时 定时器，或仅启动业务超时定时器；如果上述定时器超时，启动所述一轮分 群轮询中的下一个分群轮询；步骤302、当前一个分群轮询数据传输；步骤303、判断当前一个分群轮询是否结束，如果所述当前一个分群轮 询结束，执行步骤304;如果当前一个分群轮询没有结束，判断是否达到所 述本轮分群轮询周期的最大时长，如果达到所述本轮分群轮询周期的最大时 长，重新启动新一轮分群轮询，如果没有达到所述本轮分群轮询周期的最大 时长，也可以重新启动新一轮分群轮询或者继续执行步骤302;步骤304、判断当前一个分群轮询是否为本轮最后一个分群轮询，如果 是，重新启动新一轮分群轮询，或者在达到所述本轮分群轮询周期的最大时长时重新启动新一轮分群轮询，否则启动所述一轮分群轮询中的下一个分群 轮询。
4. 如权利要求3所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤302包括步骤401、站点根据自己所属用户的级别响应所述分群轮询；步骤402、符合所述被轮询的条件的站点向目的站点发送数据，所述目的站点予以响应。
5. 如权利要求4所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤401中，站点将本身所属用户级别和当前分群的分群 编号采用严格匹配方式或者非严格匹配方式进行比对。
6. 如权利要求4所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤402中，站点采用载波侦听多址协议发送数据。
7. 如权利要求3所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点在本分群轮询 期间内，周期发送或仅在该分群轮询开始时发送分群轮询参数，该参数包含 被轮询分群的分群编号。
8. 如权利要求3所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点为级别不同的 分群指配不同的分群轮询最大间隔，如果当前分群轮询达到了最大间隔数， 则启动所述一轮分群轮询中的下一个分群轮询，否则执行步骤302。
9. 如权利要求3所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤301中，所述网络中的分群轮询协调点在当前分群轮 询期间，判断当前分群轮询期间是否已无相应用户级别数据发送，如果是， 则启动所述一轮分群轮询中的下一个分群轮询，否则执行步骤302。
10. 如权利要求4所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法， 其特征在于，所述步骤401中，站点根据自己所属用户级别响应分群轮询， 轮询参数可以决定一个站点只响应一个分群轮询，也可以决定一个站点响应 多个分群的轮询；所述分群轮询协调点能实现在高级别用户站点传输过程中 有一定比例低级别业务类别站点的传输，或保证在一定时间间隔内，网络中 高级别业务类别站点传输完毕之前禁止低级别业务类别站点的传输。
11. 如权利要求1至10之一所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法，其特征在于，将所述分群轮询协调点驻留在接入点中。
12. 如权利要求1至10之一所述的一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法，其特征在于，所述网络为无线局域网络。
全文摘要
本发明涉及一种网络中基于用户级别的服务质量保证方法，包括以下步骤步骤1.按照用户级别确定用户所对应的分群，每个级别的用户所对应的分群具有唯一的分群编号，网络中的站点确知用户级别与分群编号之间的对应关系，所述网络中的分群轮询协调点启动包括多个分群轮询的一轮分群轮询；步骤2.在所述一轮分群轮询中，优先轮询高级别的用户所对应的分群，从而使高级别的用户的服务质量得以保证；步骤3.重复上述步骤，进行新一轮分群轮询。本发明避免了现有技术需要帧间间隔区分优先级以实现QoS保证所带来的技术问题。不会造成不必要的传输时延，增加了网络吞吐量，加强了网络性能，在基于用户级别的业务中，保证高级别的用户获得高质量的服务。
文档编号H04L29/02GK101207603SQ20061016541
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者力 张, 峰 李, 彬 王, 巍 程 申请人:中兴通讯股份有限公司