专利名称：Wifi网络用户模型的建立方法及网络设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体是WIFI网络用户模型的建立方法及网络设备。
背景技术：
随着技术的发展，WIFI (Wireless Fidelity，一种无线互联网的技术)网络中的业 务得到了长足的发展由原来单一的Internet接入业务扩展至如今的语音、视频等多种新 业务并存。新业务种类的出现必然会对WIFI网络提出新的QoS(Quality of Service，服务质 量)要求，例如语音业务对网络的延时及抖动要求很高，而对网络的丢、错包及传输速率 等不太敏感；视频业务则要求高带宽及传输速率，而对延时等等指标要求不高。为了对这些新业务的QoS进行分类及管理，IEEE (美国电气和电子工程师协会， 是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会)专门制订了相应的规范——IEEE 802.lie Medium Access Control(MAC)Quality of ServiceEnhancements(IEEE 802.lie 介质访问控制质量的服务增强规范)。IEEE 802. lie 规范采用了一种新的信道访问方式EDCA(EnhancedDistributed Channel Access，增强型分布式信道访问)，在该规范中，WIFI设备发送的数据的性质将 访问的类型分为四类——Background (背景)、Besteffort (尽力服务)、Voice (声音)、 Video (视频)8个优先级别。每种类型都具有如下QoS相关的参数=CWmin (最小竞争窗口)； CWmax(最大竞争窗口) ；TXOP Limit (发送机会限制)；AIFS(仲裁帧间间隔)。这些参数的 定义与描述如下在IEEE 802. Ile标准中，一个STA(即Station，站，是WLAN中的用户终端， Station和AP关联后可以访问网络；)会从目标AP的Beacon (信标)包中获取QoS相 关的信息，Beacon包中的EDCA Parameter set (增强型分布式信道访问参数系)及QoS Capbility (服务质量能力)包含这些获取QoS相关的信息。当STA接入网络后，它并非探 测到媒体的信道空闲就能发送报文，而是需要首先等待额外的时间段(AIFS)，然后再生成 一个介于CWmin与CWmax之间的随机数以执行退避机制，当退避机制结束后，如果信道依然 空闲，则获得一个TXOP(传输机会，Transmission Opportunity)，在TXOP的时间段内，STA 才可以将报文发送出去。如果一个STA通过其他手段，无视等待时间恶意占用媒体的信道， 那么AP可以通过比较其接入级别相关的等待数据及实际发送等待的数据来发现，并为网 络采取制裁措施提供依据。对于某些数据，例如语音类数据，由于其对延时很敏感，因此等待额外的时间段 (AIFS)值应该设置的小一些；而对于电子邮件和FTP(File TransferProtocol，文件传输 协议)类的数据，AIFS值应该设置的大一些。这样，语音类数据就能够比不太敏感的通信 更快地开始下一个阶段的网络竞争。以此类推，高优先级类型数据应当拥有低的CWmin与 CWmaX(需要注意的是，为了保证低优先级的数据不被完全封闭，需要保证高优先等级数据 设置的AIFS值与CWmax值相加的和应该大于为低优先等级数据设置的AIFS值与CWmin值相加的和)。在采取上述介质访问方法及配置后，可以保证高优先等级的数据在大多数情况下 都可以获得访问网络的权限。除了对等待额外的时间进行设置外，为了保证总体的传输效率，IEEE802. Ile规范 还对各类数据的TXOP进行了限制，例如，语音类数据的TXOP限制就应该很小(因为语音类 数据包很短)，而对于FTP、电子邮件和网络数据来说，应该设置较大的TXOP限制。为了保证更广大用户，而非少数高QoS业务用户的利益，AP会为高优先级的业务 进行一些限制，例如，总的网络容量或者总的接入数不能超过一定的值。在IEEE 802. Ile 规范中，AP可以通过使用传输规范(TSPECs)来控制网络工作量当一个STA需要发送某个 数据类型的报文时，他需要向AP发送一个传输规范请求。这个请求将具体说明这个STA为 该类数据的发送所申请的数据量以及可以承受的最大延迟。对于这个请求，AP将基于下列 两种考虑来进行回应基于信道利用率的准入策略计算1秒内所有已接入的高优先级AC(aCCeSS category，接入级别)占用信道的时间，以及请求以高优先级接入的AC占用信道的时间，二 者相加，如果小于或等于用户配置的最大信道占用时间，则允许该流以请求的优先级接入。 否则，拒绝请求。基于用户数量的准入策略如果高优先级AC中客户端数量加上请求接入的客户 端，小于或等于用户配置的该高优先级AC的最大用户数，则允许该流的请求。否则，拒绝请 求。如果一个客户端同时接入AC-V0(AC-声音)和AC-VI (AC-视频)优先级业务流，接入 客户端的个数按1计算。如果一个申请遭到拒绝，提出申请的STA就不再发送这种访问类型的数据，并且 必须把这种访问类的数据结合到优先等级低的数据中。IEEE802. Ile定义了多种接入类型以便于QoS的控制，并且AP可以对每种接入类 型的总量进行控制。在实际应用中，目前的AP多采用预先配置的方式来确定各种接入类型用户的上 限，例如，某个AP可能进行如下配置——接入类型A最多允许N个用户，接入类型B允许M 个用户(一般都是采用基于用户数量的策略)。然而，上述做法存在着一个难题——那就是如何来保证所确定的各种接入控制类 型上限能最大程度的满足用户的需求，如果这个问题不解决，则会出现如下场景优先级A、B所配置的接入用户数目上限均为10，但实际上有12个A类用户，5个B 类用户请求接入。尽管AP的能力可能能够同时保证12个A类用户及5个B类用户的QoS， 但是由于上限为10，这样就导致有2个A类用户必须接受QoS的降级；同样类型的用户对带宽的占用也有所不同，例如IPTV都是AC-VI级别的类型，但 是根据编码方式却分为高清(IOMbps以上)及标清(2Mbps)，如果简单的按照用户数目来 计算，则有可能导致在用户上限不变的情况下对带宽的占用远远超出AP所能提供的，从而 导致整体的QoS下降。特别是对于大规模部署的WIFI网络来说，不能够清晰的了解某个具 体的AP周围的用户特性如在哪些终端，这些终端会使用什么样的服务以及这些服务对带 宽、QoS的需求，此外，也不能了解这些特性的变化规律。因而更会导致整体的OoS下降。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种WIFI大规模网络用户模型的建立方法及网络设 备，以保证大规模部署的WIFI网络能为用户提供更好的OoS。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种WIFI网络用户模型的建立方法，其包括网络管理系统选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景；网络管理系统建立每个所述典型覆盖场景的样本；网络管理系统将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用所述样本。优选地，所述建立每个所述典型场景的样本，具体包括收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型相关的业务参数；为每个所述业务类型选取一个相应的接入优先级；将所述业务参数以所述接入优先级为依据进行统计得到统计后的数据；将所述统计后的数据为依据，建立每个所述典型覆盖场景的样本。优选地，所述业务参数包括终端的数量及分类、服务的数量、类别及对带宽和/ 或服务质量QoS的要求。优选地，所述建立每个所述典型覆盖场景的样本，之后，进一步包括动态的更新 所述每个样本。具体包括将不同处理能力及容量的AP在不同典型覆盖场景下配置的业务 参数作为样本，以所述样本构成网络覆盖的样本集，并动态更新所述样本集。优选地，所述网络管理系统将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用所述样 本，具体包括在所述统计后的数据中选定参考值；对所述选定参考值进行分解；将所述分解后的选定参考值结合AP的处理能力及容量，计算出所述AP配置的业 务参数集，根据所述配置的业务参数集和AP的处理能力及容量选择一个或者多个所述样 本发送到所述AP，供所述AP选择使用，所述配置的业务参数集的内容包括所有的访问类 型，每个访问类型都包括以下业务参数仲裁帧间间隔AIFS、最小竞争窗口 CWmin、最大竞 争窗口 CWmax、发送机会限制TXOP limit、最大允许的访问个数或者最大允许的信道占用时 间。本发明还提供一种网络管理系统，其包括选取单元，用于选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景；样本建立单元，用于建立每个所述典型覆盖场景的样本；样本管理单元，用于将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用。优选地，所述样本建立单元，包括参数收集子单元，用于收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型 相关的业务参数；业务分类子单元，用于为每个所述业务类型选取一个相应的接入优先级；参数统计子单元，用于将所述业务参数以所述接入优先级为依据进行统计得到统 计后的数据；样本处理子单元，用于将所述统计后的数据为依据，建立每个所述典型覆盖场景
6的样本。优选地，所述业务参数包括终端的数量及分类、服务的数量、类别及对带宽和/ 或QoS的要求。优选地，所述样本管理单元，还用于动态的更新所述每个样本。优选地，所述样本管理单元，还包括参考值选定子单元，用于在所述统计后的数据中选定参考值；参考值分解子单元，用于对所述选定参考值进行分解；计算配置子单元，用于将所述分解后的选定参考值结合AP的处理能力及容量，计 算出所述AP配置的业务参数集，根据所述配置的业务参数集和AP的处理能力及容量选择 一个或者多个所述样本发送到所述AP，供所述AP选择使用，所述配置的业务参数集的内容 包括所有的访问类型，每个访问类型都包括以下参数仲裁帧间间隔AIFS、最小竞争窗口 CWmin、最大竞争窗口 CWmax、发送机会限制TXOP limit、最大允许的访问个数或者最大允许 的信道占用时间。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果本发明提供的方法和设备通过选取 若干WIFI网络覆盖的场景作为典型覆盖场景，并根据该典型覆盖场景制定不同的用户模 型，根据AP在该用户模型下的配置业务参数对自身进行业务参数配置，以保证大规模部署 的WIFI网络能为用户提供更好的OoS。
图1为本发明实施例提供的方法流程图；图2为图1的步骤S120的具体流程图；图3为图1的步骤S130的具体流程图；图4为本发明实施例提供的方法另一流程图；图5为本发明实施例提供的网络管理系统的结构示意图；图6为本发明实施例提供的样本建立单元的结构示意图；图7为本发明实施例提供的样本管理单元的结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。本发明实施例提供一种WIFI网络用户模型的建立方法，该方法应用在WIFI网络 中，如图1所示，该方法包括步骤S110、网络管理系统选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景；Wifi网络运营商需要对整个网络中的部署和覆盖情况进行调研，在调研结束后通 过网络管理系统(该系统可以单个的设备，也可以为多个相互连接的设备的组合)选取一 些典型覆盖场景，这些典型覆盖场景应当能够最大限度的涵盖整个网络内的各种情况。S120、网络管理系统建立每个所述典型覆盖场景的样本；其中该实施例中，如图2所示，所述步骤S120具体包括S121、收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型相关的业务参 数；其中，所述业务参数包括终端的数量及分类、服务的数量、类别及对带宽和/或 QoS的要求等。S122、为每个所述业务类型选取一个相应的接入优先级；具体根据需要，对于视频类、语音类、等业务类型，规定或者设置一个该业务类型 的接入优先级。S123、将所述业务参数以所述接入优先级为依据进行统计得到统计后的数据；S124、将所述统计后的数据为依据，建立每个所述典型覆盖场景的样本。S130、网络管理系统将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用所述样本。其他的实施例中，步骤S120、建立每个所述典型覆盖场景的样本，之后，包括动 态的更新所述每个样本。在本实施例中，将不同处理能力及网络容量的AP在不同典型覆盖 场景下配置的业务参数作为样本，以这些所述样本构成网络覆盖的样本集，并动态更新所 述样本集。该实施例中，如图3所示，上述步骤S130中的AP供选择使用所述样本，具体包括S131、在所述统计后的数据中选定参考值；S132、对所述选定参考值进行分解；S133、将所述分解后的选定参考值结合AP的处理能力及容量，计算出所述AP配 置的业务参数集，根据所述配置的业务参数集和AP的处理能力及容量选择一个或者多 个所述样本发送到所述AP，以供所述AP选择使用，所述配置的业务参数集的内容包括所 有的访问类型，每个访问类型都包括以下业务参数仲裁帧间间隔(AIFS)、最小竞争窗口 (CWmin)、最大竞争窗口(CWmax)、发送机会限制(ΤΧ0Ρ limit)、最大允许的访问个数或者最 大允许的信道占用时间。该方法通过选取若干WIFI网络覆盖的场景作为典型覆盖场景，并根据该典型覆 盖场景制定不同的用户模型，根据AP在该用户模型下的配置参数对自身进行参数配置，以 保证大规模部署的WIFI网络能为用户提供更好的OoS。如图4所示，本发明实施例提供方法的另一流程图，如图4所示，该方法具体包 括S201、典型覆盖场景的选取，即网络设备选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场 景作为典型覆盖场景，Wifi网络运营商需要对整个网络中的部署情况进行调研，在调研结 束后通过网络设备选取一些典型覆盖场景，这些典型覆盖场景应当能够最大限度的涵盖本 网络内的各种情况，一般来说，有如下这些典型覆盖场景(1)、体育场馆、会场等等大型赛事或者会议的举办地点，这些地点存在着密集的 数据用户及语音用户；(2)、医院、校园等公共场所，这些场所同时存在着普通用户及移动办公业务；(3)、道路两侧的室外部署，主要服务于高速移动用户；(4)、商业区、车站等场所，主要服务于大量的流动语音服务；(5)、写字楼等室内场所。
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另外，在进一步的实施例中，优选的，对于某些典型覆盖场景，还可以根据其特性 对其细分，以校园为例，教室、图书馆、宿舍区就是3个有着很大差异的子场景。S202、数据的收集，即收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型 相关的业务参数；对于每一种典型覆盖场景，收集在该典型覆盖场景下的用户特性(即业务参 数)，所述用户特性包括终端的数量及分类，服务的数量、类别及对带宽和/或QoS的要求 等。此外还需要收集这些用户特性在不同时间段下的变化情况。本实施例提供的方法的应用实施例应用在一个办公楼场景，那么，则需要收集某 个典型的办公楼内的Wifi使用情况为，其收集结果如下表一所示
权利要求
一种WIFI网络用户模型的建立方法，其特征在于，包括网络管理系统选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景；网络管理系统建立每个所述典型覆盖场景的样本；网络管理系统将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用所述样本。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立每个所述典型场景的样本，具体包括收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型相关的业务参数； 为每个所述业务类型选取一个相应的接入优先级； 将所述业务参数以所述接入优先级为依据进行统计得到统计后的数据； 将所述统计后的数据为依据，建立每个所述典型覆盖场景的样本。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述业务参数包括终端的数量及分类、服务 的数量、类别及对带宽和/或服务质量QoS的要求。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立每个所述典型覆盖场景的样本，之 后，进一步包括动态的更新所述每个样本。
5.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述网络管理系统将所述建立的样本提供到 所述AP供选择使用所述样本，具体包括在所述统计后的数据中选定参考值； 对所述选定参考值进行分解；将所述分解后的选定参考值结合AP的处理能力及容量，计算出所述AP配置的业务参 数集，根据所述配置的业务参数集和AP的处理能力及容量选择一个或者多个所述样本发 送到所述AP，供所述AP选择使用，所述配置的业务参数集的内容包括所有的访问类型，每 个访问类型都包括以下业务参数仲裁帧间间隔AIFS、最小竞争窗口 CWmin、最大竞争窗口 CWmax、发送机会限制TXOP limit、最大允许的访问个数或者最大允许的信道占用时间。
6.一种网络管理系统，其特征在于，包括选取单元，用于选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景； 样本建立单元，用于建立每个所述典型覆盖场景的样本； 样本管理单元，用于将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用。
7.如权利要求6所述网络管理系统，其特征在于，所述样本建立单元，包括参数收集子单元，用于收集每个所述典型覆盖场景的业务类型及与所述业务类型相关 的业务参数；业务分类子单元，用于为每个所述业务类型选取一个相应的接入优先级； 参数统计子单元，用于将所述业务参数以所述接入优先级为依据进行统计得到统计后 的数据；样本处理子单元，用于将所述统计后的数据为依据，建立每个所述典型覆盖场景的样本。
8.如权利要求6所述网络管理系统，其特征在于，所述业务参数包括终端的数量及分 类、服务的数量、类别及对带宽和/或QoS的要求。
9.如权利要求6所述网络管理系统，其特征在于，所述样本管理单元，还用于动态的更 新所述每个样本。2
10.如权利要求7所述网络管理系统，其特征在于，所述样本管理单元，还包括 参考值选定子单元，用于在所述统计后的数据中选定参考值； 参考值分解子单元，用于对所述选定参考值进行分解；计算配置子单元，用于将所述分解后的选定参考值结合AP的处理能力及容量，计算 出所述AP配置的业务参数集，根据所述配置的业务参数集和AP的处理能力及容量选择一 个或者多个所述样本发送到所述AP，供所述AP选择使用，所述配置的业务参数集的内容 包括所有的访问类型，每个访问类型都包括以下参数仲裁帧间间隔AIFS、最小竞争窗口 CWmin、最大竞争窗口 CWmax、发送机会限制TXOP limit、最大允许的访问个数或者最大允许 的信道占用时间。
全文摘要
本发明涉及一种WIFI网络用户模型的建立方法及网络设备，该方法包括网络管理系统选取若干无线互联网WIFI网络覆盖场景作为典型覆盖场景；网络管理系统建立每个所述典型覆盖场景的样本；网络管理系统将所述建立的样本提供到所述AP供选择使用所述样本。本发明提供的方法和设备通过选取若干WIFI网络覆盖的场景作为典型覆盖场景，并根据该典型覆盖场景制定不同的用户模型，根据AP在该用户模型下的配置业务参数对自身进行业务参数配置，以保证大规模部署的WIFI网络能为用户提供更好的QoS。
文档编号H04W16/22GK101977389SQ20101028154
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者潘云波, 魏元 申请人:南京中兴软件有限责任公司;中兴通讯股份有限公司