CN100338917C - 一种在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，通过采用群轮方式，对于站点STA所覆盖的所有站点STA进行分组，避免了接入点AP所覆盖的站点STA在数量较多时，采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式频繁发生冲突，丢帧严重的情况，节省了无线资源。通过灵活的群轮间隔时间和灵活的分组策略，保证了站点STA的服务质量的实现，根本上解决了公用信道无线局域网的服务质量问题。

Description

一种在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法
技术领域
本发明涉及通信领域无线局域网系统，尤其涉及无线局域网接入的方法。
背景技术
广播信道(即共享信道，多路复用信道)中，多个终端设备竞争公用信道，通称为竞争型网络，通信系统目前有许多分配信道的算法和标准。比如ALOHA(一种基于地面无线广播通信而创建、适用于无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统)、CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection，载波侦听多点接入/冲突检测)、波分多址、MACA(Multiple Access Collision Aviodance，多址接入冲突预防)等等。
竞争型网络可以分为有线和无线两种方式，WLAN(无线局域网)即是无线竞争型网络的一种。采用IEEE802.11协议主要是解决多个站点(STA)共用无线信道的问题。在IEEE802.11协议中，采用CSMA/CD的方法。这种方法的原理在于在多个STA(站点)接入到AP(Access Point，接入点)，当一个站点要传送数据时，它首先侦听信道，如果信道正忙，它就持续等待直到信道空闲时将数据发送。若发生冲突，则等待一个随机长的时间，然后重新开始。一旦检测到冲突，站点STA停止发送。回退一个随机的时间，然后重新开始尝试发送。在整个系统中，表现为接入点AP在和一个STA通信中，其他STA侦测到AP在通信，则保持静默状态。如果站点有资源需求，也不向AP申请资源，直到资源空闲。
这种方式存在的主要问题是：第一随着站点STA数量的增大，同时由于固有的侦听的缺陷(站点STA不能完全侦听到其它站点STA的信号，尤其站点的分布比较分散的情况下)，STA发送信号的碰撞概率急剧增大，对于无线资源有很大的浪费。第二，由于所有的站点STA得到资源的概率相同，用户对于资源的占用的概率也是相同的，对于需要一定服务质量的站点STA的需要也不能保证。
在IEEE802.11中还规定了一种轮询的方法，单一的轮询本身也是一种资源的浪费。比如在多个用户的使用中，多个STA对于资源的需求是不相同的，由AP到STA的轮询，对于有服务质量需求的站点STA和对资源需求不是很大站点STA的分配概率是相同的，有资源的申请和没有均需要轮询，在STA比较多的情况下，资源使用效率不是很高。ANSI/IEEE802.11对于轮询机制进行了部分的改进，但是从根本上没有解决效率的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是当多个站点STA接入接入点AP时，降低发生冲突的概率，提高无线资源的利用率，对于不同的用户进行资源的灵活调度，从而提高无线局域网中的QoS(服务质量)。
为实现上述发明目的，本发明提出了一种在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，包括以下步骤：
第一步，对站点STA进行分组。
本步骤又包括以下步骤：
1、站点STA在设备初始配置时识别接入点所发的分组信息；
站点STA在设备进行初始配置时，如果收到接入点AP所发的分组信息，则识别，并按照接入点AP的指令，修改本站点STA的分组信息。如果没有收到分组信息，则自动默认此AP不包含群轮技术。
2、接入点AP端对所有接入点AP所覆盖的站点STA进行分组。
本步骤有两种方式：第一种方式是通过人工方式在接入点AP侧进行，以后所有要通过接入点AP接入数据网络的站点STA必须先由人工方式进行分组。一旦通过人工方式分组完成，即不能变动。第二种方式是在无线局域网建立初始，先通过人工方式对于所有接入点AP网络覆盖的站点STA进行分组，然后，接入点AP根据分配策略自动分配所有的站点STA组或部分的站点STA组，接入点AP自动分组的策略可以根据接入点AP和站点STA之间的数据流量得到。
3、接入点AP动态的调整接入点AP所覆盖能变动的站点STA组内的站点STA，调整间隔时间由配置信息确定。
对于在无线局域网运行过程中，如果接入点AP检测到有新的站点STA加入到接入点AP所覆盖的网络，其处理过程为：首先，接入点AP向此站点STA发送分组信息，并在得到确认消息后结束。如果等待一定的时间，接入点AP没有收到应当信息，则重发分组信息，发送多次后结束。此时，接入点AP认为此站点STA不包含群轮技术。按照普通站点STA处理。
对于不支持群轮技术的站点STA，接入点AP将其作为所有站点STA组的站点STA进行处理。
第二步，接入点AP对所覆盖的站点STA组进行群轮。
1、AP从配置信息获取群轮时间信息，按照此时间信息进行群轮。时间信息由人工进行配置或通过相应的算法获取。
2、接入点AP发送群轮信息后，被群轮到的站点STA组内的站点STA采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式进行资源的申请和使用，在群轮时间到后，接入点AP判断正在发送的信号帧的长度，并向下一个站点STA组发送群轮信息。
对于群轮时间的分配采用灵活方式。可以采用固定时间的群轮，即一个站点STA组可以以一个的固定时间进行轮询；也可以以不同站点STA组分配不同的时间方式；也可以对于某些组采用固定的时间进行群轮，其它组根据不同的情况进行灵活处理。
对于没有采用本发明所提到群轮方式的普通站点STA，室由于接入点AP所发的群轮指令，普通站点STA不识别，认为是不可识别指令或认为是错误的指令而抛弃，所以群轮指令对于其没有影响，此站点STA照样处于侦听状态，在公用信道没有被占用的时间片阶段可以发送资源申请信息。这时的接入点AP同样进行处理。这样，相当于在所有的站点STA组内增加了一个STA。所以，所有的没有采用群轮方式的站点STA照样可以接入接入点AP。如何接入点AP内所有的站点STA均使用没有采用的群轮方式的站点STA，则和目前的普通的WLAN一样。所有的采用群轮技术的站点STA由接入点AP进行分组，如果没有得到接入点AP的分组信息，则认为目前站点STA所在的接入点AP为不采用群轮技术的AP，工作原理和普通的站点STA方式相同。即所有的站点STA处于相同的平等的竞争无线局域网中，竞争机制仍然采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式。
本发明通过采用群轮方式，对于站点STA所覆盖的所有站点STA进行分组，避免了接入点AP所覆盖的站点STA在数量较多时，采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式频繁发生冲突，丢帧严重的情况，节省了无线资源。通过灵活的群轮间隔时间和灵活的分组策略，保证了站点STA的服务质量的实现，根本上解决了公用信道无线局域网的服务质量问题。
附图说明
图1是本发明所述的群轮的分组示意图；
图2是载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式的流程图；
图3是本发明所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明所述的群轮的分组示意图。
101为采用群轮技术的接入点AP所覆盖的网络，表示所有的此范围的站点STA均通过此接入点AP网络接入数据网络。
102～104为此接入点AP所覆盖网络所分的站点STA组，STA组的数量可按照用户以及无线局域网的情况确定，分组通过人工方式体现在此无线局域网的配置信息中。在一个全部支持群轮技术的站点STA的接入点AP网络中，如果每一个站点STA均作为一个组，则为普通轮询方式。如图中的104，在站点STA组中，只有一个站点STA。
103～111为分配到站点STA组中的站点STA。每个站点STA组中的站点STA的数量确定于用户的配置信息。配置信息来源于人工的配置。在配置信息中，可以通过做标记的方式确定在WLAN网络运行过程中，是否对于站点STA组中的站点STA进行重新的自动配置。
图2是载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式的流程图。本图是《ANSI/IEEE802.11，1999 Edition》中的一部分，表述了竞争资源的一个过程。
在站点A数据通信完毕后，STA B～STA D同时侦听到了信道的空闲，同时STA A延时一个C窗口。STA B～STA D给出一个回退时间后再侦听，如果空闲则进行通信，而如果信道被占用则继续保持侦听，以此类推。
图3是本发明所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法流程图。
301～306为接入点AP侧的工作流程
307～312为站点STA侧的工作流程
对于接入点AP侧
301：接入点AP首先判断群轮时间是否到。群轮时间由手工配置。如果时间到转到304，否则转到306。
302：接入点AP判断有没有新的站点STA的加入，如果有新的站点STA加入，则转到303，否则转到301。
303：接入点AP广播发送分组消息给所有接入点AP所覆盖的站点STA。发送完毕后转到301。
304：接入点AP判断是否通信完毕，通信完毕，则转到305，否则转到304。
305：发送群轮信息给接入点AP所覆盖的所有站点STA。
306：接入点AP判断是否调整分组信息的时间到，如果时间到，则转到303，否则转到302。
对于站点STA侧
307：站点STA收到AP传送的控制信息。然后转到308。
308：站点STA判断接收到的信息是否是分组信息，如果收到是分组消息则转到309，否则转到310。
309：站点STA根据收到AP的分组信息，调整自己的分组信息，然后转到307
310：站点STA判断收到信息的是否群轮信息，如果是转到312，否则转到311
311：站点STA对于收到的数据的处理过程同普通无线局域网根据802.11协议处理过程相同，然后转到307。
312：站点STA根据载波侦听/冲突检测CSMA/CD的方式，自由竞争资源。

Claims (8)

1、一种在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1.1对站点进行分组；
1.2接入点对所覆盖的站点组进行群轮；
1.3被群轮到的站点组内的站点采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式进行接入控制。
2、如权利要求1所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，如果接入点检测到有新的站点加入到接入点所覆盖的网络，其处理方式应是，接入点向此站点发送分组信息，并在得到确认消息后结束；经等待接入点没有收到应答信息，则重发分组信息，发送一次或超过一次后，不再发送分组信息，则接入点认为此站点不包含群轮技术，接入点将其作为在所有站点组的站点进行处理。
3、如权利要求1所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，所述步骤1.1包括以下步骤：
3.1站点在设备初始配置时识别接入点所发的分组信息；
3.2接入点端对所有接入点所覆盖的站点进行分组；
3.3接入点动态的调整接入点所覆盖能变动的站点组内的站点，调整间隔时间由配置信息确定。
4、如权利要求3所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，所述步骤3.1中，站点在设备初始化配置时如果没有收到分组信息，则自动默认此AP不包含群轮技术。
5、如权利要求3所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，所述步骤3.2接入点端对所有接入点所覆盖的站点进行分组的方式是通过人工方式在接入点侧进行，以后所有要通过接入点接入数据网络的站点必须先由人工方式进行分组；一旦通过人工方式分组完成，即不再变动。
6、如权利要求3所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，所述步骤3.2接入点端对所有接入点所覆盖的站点进行分组的方式是在无线局域网建立初始，先通过人工方式对于所有接入点网络覆盖的站点进行分组，然后，接入点根据分配策略自动分配所有的站点组或部分的站点组。
7、如权利要求1所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，所述步骤1.2包括以下步骤：
7.1接入点从配置信息获取群轮时间信息，按照群轮时间信息进行群轮；
7.2接入点发送群轮信息后，被群轮到的站点组内的站点采用载波侦听/冲突检测CSMA/CD方式进行资源的申请和使用，在群轮时间到后，接入点判断正在发送的信号帧的长度，并向下一个站点组发送轮询信息。
8、如权利要求7所述的在无线局域网中采用群轮方式接入的实现方法，其特征在于，步骤7.1所述群轮时间信息是通过人工进行配置或者通过相应的算法获取的。
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