[發明專利]一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法

有效

• 申請號: 201810236127.1
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108495328B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 徐偉強;李二兵;黃勇;王成群;程維維;史清江
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W72/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步：在Ath9k中安裝并打開虛擬載波偵聽；

第二步：在Ath9k中構建TDMA鏈路調度組件，包括用于觸發鏈路調度的定時器模塊、用于對接入的站安排調度順序的通信鏈路調度模塊、用于管理接入的站的信道接入控制模塊；

第三步：構建鏈路調度超幀，為每個站分配上行和下行鏈路調度，在每次調度輪循的開始，在第一個時隙AP發送信標幀，用于全局時間同步；

第四步：在通信鏈路調度模塊中添加提前預定機制，具體為，如果重傳次數沒有全部使用，把剩余的未使用的重傳時間提前預定給下一個將要發送數據的鏈路；

第五步：縮短幀間間隔IFS：為TDMA節點分配比常規WiFi短的IFS，以給予TDMA調度機制的節點訪問信道更高的優先級，使得TDMA節點比常規WiFi節點更早地開始傳輸；

第六步：與常規WiFi網絡共享未使用的帶寬：帶寬共享機制由保護幀和信道使用估計組成；保護幀在TDMA調度機制的網絡中廣播NAV去推遲常規WiFi的傳輸；信道使用估計通過記錄測量過去的常規WiFi流量的信道接入時間，并通過使用指數加權平均來估計訪問時間；假設對于常規WiFi的信道接入時間估計是t_Est，并且保護幀傳輸時間是t_GuardFrame，定義共享閾值時間t_Shared如下：

t_Shared＝t_Est+t_GuardFrame

如果信道空閑時間小于t_Shared，使用虛擬載波偵聽來保護TDMA機制下的數據傳輸；如果信道空閑時間在通信調度中超過t_Shared，調度一個保護幀并且將所未使用的信道空閑時間共享給常規WiFi。

2.根據權利要求1所述的一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法，其特征在于，所述第一步中，通過操縱AR9285的硬件寄存器的AR_DIAG_SW和AR_D_GBL_IFS_MISC打開其載波偵聽。

3.根據權利要求1所述的一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法，其特征在于，所述第三步中，通過hostapd來釋放wifi信號，isc-dhcp-server對接入的站分配IP地址；站連接成功后，信道接入控制模塊就會構建新的超幀；鏈路調度模塊是控制對超幀中的站的調度順序，調度完畢后在進行一次新的循環；定時器模塊用于觸發每個時隙的開始；一個超幀有很多時隙組成，在每一次輪詢的開始，第一個時隙為AP發送信標幀，用于全局時間上的同步。

4.根據權利要求1所述的一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法，其特征在于，所述第四步中，當鏈路在一次調度中預留三次傳輸機會時，在這三次機會當中，有可能第一次就傳輸成功，或者是第一次傳輸失敗，在第二次重傳中傳輸成功，或者是前兩次都傳輸失敗，此時需要第三次重傳；設置一個有效機制，用來檢測第一條鏈路L₁的最后一次重試鏈是否使用，具體為：提前預定第三個微時隙，在第一條鏈路L₁沒有使用最后一次重試機會時，讓下一個將要發送的第二條鏈路L₂直接在第一條鏈路L₁的第三次重試機會中提前發送，此外，提前預定機制依然需要確保L₁和L₂滿足它們的可靠性的要求；對于L₁，由于第三次重傳總是在必要時傳輸，可靠性滿足L₁的要求；此外，只有在第三次微時隙不發送L₁的第三次傳輸時才可以提前調度L₂，因此，L₁和L₂都可以按照預期的可靠性進行調度。

5.根據權利要求1所述的一種增強無線局域網絡在WiFi干擾下傳輸可靠性的方法，其特征在于，所述第六步中，在常規WiFi網絡中靈活使用虛擬載波偵聽解決傳輸阻塞，虛擬載波偵聽過程中，鏈路通過使用NAV阻塞wifi網絡，但是在NAV的長時間中，未使用的NAV長信道空閑時間浪費了與常規WiFi傳輸的共享機會，通過保護TDMA流量的機制并使常規WiFi網絡共享未使用的帶寬解決該問題。