CN103354663A

CN103354663A - 无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法

Info

Publication number: CN103354663A
Application number: CN2013102798327A
Authority: CN
Inventors: 王海明; 何世文; 黄永明; 洪伟
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: CN103354663B

Abstract

本发明公开了一种无线局域网分布式时隙分配干扰协调方法，属于无线局域网技术领域。采用该方法，同信道的多个接入点通过协商时域划分方法调度各自的服务时段，进而显著减低重叠区域用户间干扰。该方法的主要步骤：首先，预做新接入点的节点关联现有基本服务集的任一接入点，然后，两个接入点间协商是否同意组成分布式时隙分配干扰协调方法网络。采用该分布式时隙分配干扰协调方法，同信道的多个接入点可获得明显的性能增益，而且仅需交互少量控制信息。

Description

无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法

技术领域

本发明涉及无线局域网技术领域，具体是一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，更具体是一种802.11无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法。

背景技术

在有限可用频谱信道的无线局域网（WLAN：Wireless local network area）中，WLAN接入点（AP:Access Point）的数量不断增加，致使呈现稠密网络化趋势和基本服务集（BSS:Basic Service Set）间的干扰趋于严重化，即重叠BSS（OBSS:Overlapped BSS）现象普及化。OBSS的出现将严重影响BSS的系统性能，即降低用户节点（STA：Station）和AP节点的吞吐量。现有802.11WLAN标准协议中采用载波束侦听/冲突避免（CSMA/CA：Carrier Sensing Multiple Access/Conflict Avoiding）和网络分配向量（NAV：Network Allocation Vector）减少节点间、节点与隐藏节点间的互相干扰及冲突。但是AP节点和STA节点的增加致使仅依靠前述两种技术仍无法有效克服OBSS间的干扰。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，兼容性强，实现简单，可操作性强。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，包括如下步骤：

（1）预做接入点的新私有基本服务集控制点或者新接入点以用户节点的身份接入现有未曾接入的旧私有基本服务集控制点或者旧接入点之一；

（2）在新私有基本服务集控制点或者新接入点关联上旧私有基本服务集控制点或者旧接入点后，新私有基本服务集控制点或者新接入点向旧私有基本服务集控制点或者旧接入点发送时域划分请求帧；

（3）在旧私有基本服务集控制点或者旧接入点接收到新私有基本服务集控制点或者新接入点发送的请求帧后，旧私有基本服务集控制点或者旧接入点向新私有基本服务集控制点或者新接入点发送响应帧；

（4）如果旧私有基本服务集控制点或者旧接入点同意建立时域划分方法，则新私有基本服务集控制点或者新接入点向旧私有基本服务集控制点或者旧接入点发送确认帧，并建立新基本服务集；否则转回步骤（1）关联其他未曾接入的私有基本服务集控制点或者接入点；

（5）退出分布式时隙分配干扰协调方法。

进一步的，所述帧的结构为分布式时隙分配帧，此帧包含分布式干扰协调方法的建立分布干扰协调方法的请求、分布干扰协调方法的响应、新私有基本服务集控制点或者新接入点和旧私有基本服务集控制点或者旧接入点之间的时间分配比例关系。

进一步的，所述退出分布式时隙分配干扰协调方法包括主动退出和被动退出两种方式，主动退出是指同一分布式时隙分配干扰协调方法中的某私有基本服务集控制点或者接入点主动向另一私有基本服务集控制点或者接入点请求退出分布式时隙分配干扰协调方法；被动退出是指同一分布式时隙分配干扰协调方法中的私有基本服务集控制点或者接入点互相听不到对方的信标帧的次数多于阈值次数也默认对方私有基本服务集控制点或者接入点已经退出。更进一步的，所述阈值次数为2次。

进一步的，要求建立分布式时隙分配干扰协调方法的私有基本服务集控制点或者接入点及相应的用户节点之间利用信标帧进行时间同步。

进一步的，同一分布式时隙分配干扰协调方法中的某私有基本服务集控制点或者接入点退出后，则其他私有基本服务集控制点或者接入点回到原有运行机制，即恢复非分布式时隙分配干扰协调方法。

有益效果：本发明设计一种分布式时域划分（DTA：Distributed Timeslot Allocation）建立同信道时域干扰协调方法，即可建立多个同信道BSS且这些BSS间的干扰可以有交抑制，进而有效提升频谱利用效率。

附图说明

图1为本发明分布式时隙分配BSS建立流程图；

图2为本发明BSS请求/响应过程图；

图3为本发明分布式时隙分配帧结构图，表1-3给出了分布式时隙分配帧的相应字段内容值及解释；

图4为本发明的实例说明系统模型图；

图5为分布式时隙分配方法的信标帧结构图；

图6为重叠区为60%,数据帧OFDM符号数为[10-100]的用户平均吞吐率，即数据时长与仿真时长的比值；

图7为重叠区为60%,每个基本服务集的用户数为的20用户平均吞吐率，即数据时长与仿真时长的比值；

图8为单BSS用户数为20,数据帧OFDM符号数为[10-100]的不同重叠比例的用户平均吞吐率，即数据时长与仿真时长的比值。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明提供了一种802.11无线局域网分布式时隙分配干扰协调方法，图1和图2为该方法的流程图，具体解释为如下步骤：

（1）预做新AP的PCP/AP B以STA的身份接入现有未曾接入的基本服务集（BSS）之一，不妨假设接入PCP/BSS A；

AP：Access Point接入点;

BSS：Basic Service Set基本服务集；

PCP：Personal Basic Service Set(PBSS)Control Point(PCP)个人基本服务集控制点；

（2）在PCP/AP B接入PCP/AP A BSS后，PCP/AP B向后者发送时域划分请求帧；

（3）在PCP/AP A接收到PCP/AP B发送的请求帧后，PCP/AP A向PCP/AP B发送响应帧；

（4）若PCP/AP A同意建立时域划分方法，则PCP/AP B建立BBS B；否则转回步骤（1）；

（5）分布式时隙分配（DTA）干扰协调方法退出，即主动退出或被动退出；

DTA：Distributed Timeslot Allocation分布式时隙分配

以两个现有基本服务集（BSS）为例，如图4所示，记BSS1和BSS2，说明本发明的具体实施步骤：

（1）预做新AP的PCP/AP以用户节点的身份接入BSS1的AP；

AP：Access Point;

PCP：Personal Basic Service Set(PBSS)Control Point(PCP)

BSS：Basic Service Set

（2）在新AP接入BSS1后，新AP向BSS1的AP发送时域划分请求帧，具体帧结构如图3及帧结构里相应的字段值如表1-3所示；

（3）在BSS1的AP接收到新AP发送的请求帧后，BSS1的AP向新AP发送响应帧，具体帧结构如图3及帧结构里相应的字段值如表1-3所示；

（4）若BSS1的AP同意建立时隙分配干扰协调方法，则新AP建立新的BBS；

（5）BSS1的AP和新AP及所有用户节点利用信标帧进行时间同步，如图5所示；

（6）分布式时隙分配干扰协调方法退出，即主动退出或者被动退出；

如果BSS1的AP不同意建立时隙分配干扰协调方法，则预做新AP的PCP/AP以用户节点的身份接入BSS2的AP，并执行类似的步骤（2）至（6）的操作。

表1分布式时隙分配帧类型定义

DTA帧类型	功能描述
		0000（0）	DTA请求帧
0001（1）	DTA响应帧
		0010（2）	DTA认证帧
0011（3）	DTA退出帧
		0100～1111	保留

表2分布式时隙分配请求/响应时间值定义

请求/响应时间	值
		0000（0）	1/8BI1
0001（1）	1/4BI1
		0010（2）	1/2BI1
0011～1111	保留

表3分布式时隙分配帧响应值定义

响应值	功能描述
		0000（0）	同意指定时间分配帧
0001（1）	拒绝请求帧
		0010（2）	同意且重新定义时间分配帧
0011-1111	保留

本发明具有兼容性、实现简单、通用性强特点；采用表4的参数进行仿真，图6、图7和图8的仿真结果表明，相对于传统方法，本发明的方法可获得10%～40%的性能增益。采用本发明的方法，同信道的多个接入点可获得明显的性能增益，而且仅需交互少量控制信息。

表4仿真参数

OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing正交频分复用

RTS：Request To Send发送请求帧

CTS：Clear To Send允许发送帧

BSS：Basic Service Set基本服务集

DIFS：Distributed(Coordination Function)Interframe Space分布式帧间距

SlotTime：时隙时间

CWmin：竞争窗口最小值

CWmax：竞争窗口最大值。

Claims

1.一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，包括如下步骤：

（5）退出分布式时隙分配干扰协调方法。

2.根据权利要求1所述一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，其特征在于：所述帧的结构为分布式时隙分配帧。

3.权利要求2所述的分布式时隙分配帧，其特征在于：所述的帧包含分布式干扰协调方法的建立分布干扰协调方法的请求、分布干扰协调方法的响应、新私有基本服务集控制点或者新接入点和旧私有基本服务集控制点或者旧接入点之间的时间分配比例关系。

4.根据权利要求1所述一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，其特征在于：所述退出分布式时隙分配干扰协调方法包括主动退出和被动退出两种方式，主动退出是指同一分布式时隙分配干扰协调方法中的某私有基本服务集控制点或者接入点主动向另一私有基本服务集控制点或者接入点请求退出分布式时隙分配干扰协调方法；被动退出是指同一分布式时隙分配干扰协调方法中的私有基本服务集控制点或者接入点互相听不到对方的信标帧的次数多于阈值次数也默认对方私有基本服务集控制点或者接入点已经退出。

5.根据权利要求3所述一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，其特征在于：所述阈值次数为2次。

6.根据权利要求1所述一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，其特征在于：要求建立分布式时隙分配干扰协调方法的私有基本服务集控制点或者接入点及相应的用户节点之间利用信标帧进行时间同步。

7.根据权利要求3所述一种无线局域网中的分布式时隙分配干扰协调方法，其特征在于：同一分布式时隙分配干扰协调方法中的某私有基本服务集控制点或者接入点退出后，则其他私有基本服务集控制点或者接入点回到原有运行机制。