[發明專利]一種無線局域網隱藏終端可避免的分組方法

有效

• 申請號: 201710310179.4
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN106961696B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 雷曉穎;張樂君
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W74/02;H04W74/08
• 代理公司: 南京中新達專利代理有限公司 32226
• 代理人: 孫鷗;朱杰

本發明涉及一種無線局域網隱藏終端可避免的分組方法。本發明AP對隨機形成的分組分配一定的信道資源，分組中的節點以TDMA方式依次接入信道向AP發送控制幀，AP收到節點發送的控制幀時向節點回應一個ACK幀，按次序與AP交換控制幀，其他節點基于控制幀的監聽監測自身是否與發送節點具備隱藏關系，并將監測結果反饋至AP，AP為隨機形成的分組建立隱藏關系表。本發明克服了實際網絡環境中信道出錯、噪聲、傳播時延等因素會引起監測結果不準確的缺陷。本發明利用節點與AP交換幀監測隱藏關系的方法不受信道噪聲、時延等因素的影響，有效地降低隱藏沖突、競爭沖突，提升網絡吞吐量，縮短信道接入時。

技術領域

本發明涉及低頻段、低功耗的IEEE 802.11ah無線局域網通信系統，特別涉及一種無線局域網隱藏終端可避免的分組方法。

背景技術

IEEE 802.11ah無線局域網的覆蓋范圍達1km，可支持8,000多個節點接入，是支撐智能電網、安全監測系統等物聯網應用的關鍵性技術。

然而，802.11ah無線局域網的媒體接入層沿用了基于載波偵聽訪問/碰撞回避機制的分布式信道接入方法(DCF，distributed coordinate function)，該方法在密集網絡環境下會引發嚴重的隱藏終端、競爭沖突等問題。研究指出，在隨機部署的無線局域網中任意兩個節點成為隱藏終端的概率為41％。當網絡中的節點數增至8,000個左右時，預計將產生13,118,360對隱藏終端，導致網絡吞吐量下降，信道接入時延過長。

在本發明作出之前，在無線局域網的媒體接入層引入分組技術可分散節點接入信道的時間進而緩解上述問題。現有分組技術主要采用兩種方法對節點分組：一種是利用指定參數對節點隨機分組，此類方法往往不考慮節點間的隱藏關系，產生的分組中仍然存在隱藏終端；此外，分組的規模也未得到優化。另一種是基于節點間隱藏關系監測的分組方法。然而，現有的隱藏終端監測方案假定了信道為理想信道，實際網絡環境中信道出錯、噪聲、傳播時延等因素會引起監測結果不準確。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種無線局域網隱藏終端可避免的分組方法。

本發明的技術方案是：

一種無線局域網隱藏終端可避免的分組方法，其主要技術特征在于步驟如下：

基于節點與AP間幀交換的隱藏關系監測：

(1)AP選定合適的分組規模對所有節點隨機分組；

(2)AP對隨機形成的分組分別分配信道資源，各分組中的節點以TDMA方式依次接入信道向AP發送控制幀；

(3)AP每收到一個控制幀向節點回應一個ACK幀；

(4)其他節點根據信道的監聽結果判斷自身是否與發送節點互為隱藏終端；

(5)分組中的所有節點按次序與AP交換控制幀，其他節點基于控制幀的監聽監測自身是否與發送節點具備隱藏關系，并將監測結果反饋至AP。

(6)根據接收到的反饋信息，AP為隨機形成的分組中的節點建立隱藏關系表；

隱藏終端可避免的分組策略：

(7)依據形成的隱藏關系表，AP依次將各分組中隱藏終端最多的節點挑出，確保分組中剩余節點相互間不具備隱藏關系；

(8)AP將挑出的節點隨機放入現有分組，直到為節點找到合適的分組為止，即節點與分組中其他節點不具備隱藏關系；

(9)上述過程結束后，若存在一些節點找不到合適的分組，在保證隱藏終端最少的前提下AP將剩余節點單獨分為幾組。