CN103442407B - 一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法，其实现的步骤为：（1）普通站点收集可利用的中继站点的信息；（2）中继站点通过探测动作报告帧帧将普通站点上报的数据发送给接入点；（3）接入点为每个普通站点分配一个中继站点；（4）接入点将步骤（3）中的分配结果通知各普通站点。本发明可以最少的利用中继站点，减少站点之间对信道的竞争，提高带宽资源的利用率。

Description

一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及低频段低功耗无线局域网中一种普通站点选择中继站点的方法，本方法可以使得利用的中继站点数量最少，从而减少竞争次数，同时平均分配普通站点给中继站点，有效利用网络的带宽资源。
背景技术
在无线局域网中，由于各个普通站点的位置分布不同，所以它们和接入点以及中继站点的距离不相同。普通站点通过会通过接收信标帧来探测附近区域内可以连接的接入点或者中继站点，有些普通站点只能探测到一个中继站点上面，有些普通站点可以探测到两个或者多个中继站点。
一般情况下普通站点根据信号强度选择想要连接的中继站点，这种普通站点选择中继站点的方法存在一定的缺陷，网络中的普通站点不能使用最少的中继站点，有些中继站点并不是必须要用到的，并且普通站点不知道目前中继站点的连接情况，所以会出现有的中继站点连接的普通站点数量少，有的数量多，很不均衡。当一些不是必须要用到的中继站点加入到连接当中时，会增加对信道资源的竞争次数，造成带宽资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提出了一种新的方法，使得网络中利用到的中继站点数量最少，减少竞争次数，在此基础上对实现平均分配普通站点给中继站点，通过平均连接的站点数量，提高带宽的利用率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法，所述无线局域网中具有一个接入点，K个中继站点以及M个普通站点，所述方法包括以下步骤：
（1）普通站点收集可利用的中继站点的信息；
（1a）所述K个中继站点通过信标帧周期性地广播所述接入点的信息；
（1b）在10秒～100秒的时间内，所述M个普通站点接收所述广播的信息；
（1c）从各普通站点接收到的信息中，得到各自可以连接的中继站点；
（1d）各普通站点将上述结果通过探测报告动作帧发送给中继站点；
（2）中继站点通过探测报告动作帧将普通站点上报的数据发送给接入点；
（3）接入点为所述M个普通站点分配一个中继站点；
（3a）接入点从步骤（2）得到的数据中搜索满足所有普通站点通信所必需的中继站点；
（3b）确定上述中继站点所要连接的普通站点；
（4）所述接入点将步骤（3）中的分配结果通知各普通站点；
（4a）所述接入点通过探测报告动作帧将分配结果发送给各中继站点；
（4b）各中继站点将接收到的数据通过探测报告动作帧发送给普通站点。
需要说明的是，所述探测报告动作帧包含类别字段、探测报告动作字段和中继站点信息元素；所述中继站点信息元素的具体内容包括信息元素标号、信息元素长度、能探测到的中继站点的物理地址；
其中，信息元素长度是普通站点可以连接的中继站点数目乘以6后的字节数，能探测到的中继站点的物理地址是指普通站点可以连接的中继站点的物理地址。
需要进一步说明的是，其中步骤（3a）中的找出普通站点通信所必需的中继站点，只能连接到唯一一个中继站点的普通站点，记为{Sj}，{Sj}中的普通站点所连接的中继站点为必需的中继站点，记为{Rj}；可以连接多个中继站点的普通站点，记为{Sk}，{Sk}中的普通站点可以连接的多个中继站点，记为{Rk}，在集合{Rk}中找出可以服务所有普通站点而使得中继站点数量最少的中继站点，记为{Rk1}，{Rk1}亦是必需的。
需要进一步说明的是，所述步骤（3b）中的确定上述中继站点所要连接的普通站点，包含如下步骤：
（3b1）将仅可以连接到一个中继站点的普通站点分配给该中继站点；
（3b2）将剩余的普通站点依次分配给可选中继站点中普通站点数量少的中继站点。
本发明有益效果在于，可以最少的利用中继站点，减少站点之间对信道的竞争，提高带宽资源的利用率。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的一个应用场景；
图3为本发明的最终分配结果；
图4为减少竞争次数示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明为一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法，所述无线局域网中具有一个接入点，K个中继站点以及M个普通站点，所述方法包括以下步骤：
（1）普通站点收集可利用的中继站点的信息；
（1a）所述K个中继站点通过信标帧周期性地广播所述接入点的信息；
（1b）在10秒～100秒的时间内，所述M个普通站点接收所述广播的信息；
（1c）从各普通站点接收到的信息中，得到各自可以连接的中继站点；
（1d）各普通站点将上述结果通过探测报告动作帧发送给中继站点；
（2）中继站点通过探测报告动作帧将普通站点上报的数据发送给接入点；
（3）接入点为所述M个普通站点分配一个中继站点；
（3a）接入点从步骤（2）得到的数据中搜索满足所有普通站点通信所必需的中继站点；
（3b）确定上述中继站点所要连接的普通站点；
（4）所述接入点将步骤（3）中的分配结果通知各普通站点；
（4a）所述接入点通过探测报告动作帧将分配结果发送给各中继站点；
（4b）各中继站点将接收到的数据通过探测报告动作帧发送给普通站点。
为了更好的理解本发明，下面将结合具体实施方式对本发明进行描述，但需要注意的是，以下实施例不应理解为对本发明的限制。
为了方便描述本发明，作以下简化：
AP代表接入点；
R1-R4分别是标号为1-4的中继站点；
S1-S5分别是标号为1-5的普通站点；
如图2所示，假定本无线局域网中具有一个AP，4个中继站点,5个普通站点。根据本发明的方法：
（1）普通站点S1-S5收集可利用的中继站点的信息。4个中继站点通过信标帧周期性地广播接入点信息，5个普通站点收集这些信息并得到各自可以连接的中继站点。结果如下：
S1和S2只能检测到R1；
S3可以检测到R1和R2；
S4可以检测到R2和R3；
S5可以检测到R3和R4。
各普通站点将上述信息通过探测报告动作帧发送给中继站点。
（2）中继站点通过探测报告动作帧将普通站点上报的数据发送给AP；
（3）接入点为每个普通站点分配一个中继站点。
首先找出满足所有普通站点通信所必需的中继站点：S1、S2这两个普通站点各自只能连接到R1。S1、S2是集合{Sj}中的元素，所以R1是必需的中继站点，所以R1构成集合{Rj}。S3可以连接到R1或者R2，S4可以连接到R2或者R3，S5可以连接到R4。S3、S4、S5构成集合{Sk}，R1、R2、R3、R4构成集合{Rk}，其中满足S3、S4、S5的最少的中继站点为R2和R3，所以R2和R3构成集合{Rk1}。
然后分配普通站点给中继站点。AP将S1和S2分配给R1。按顺序分配S3，S3可选的集合{Rk1}中的中继站点为R2，所以将S3分配给R2。再看S4，S4可选的中继站点为R2和R3，R2上面已经分配了一个站点，所以将S4分配给R3。S5可选的集合{Rk1}中的中继站点为R3，所以将S5分配给R3。所以分配结果为：
S1、S2分配给R1；
S3分配给R2；
S4、S5分配给R3。
（4）接入点将步骤（3）中的分配结果通知各普通站点。
如图3所示，AP通过探测报告动作帧将分配结果发送给各中继站点，各中继站点将接收到的数据通过探测报告动作帧发送给普通站点，并按照最终分配结果实现连接，。
如图4（a）所示，当存在不是必须要用的中继站点时，竞争次数为7次，如图4（b）所示，使用最少的中继站点的情况下，竞争次数减少为4次，减少了竞争次数。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低频段低功耗无线局域网中无线中继的选择方法，所述无线局域网中具有一个接入点，K个中继站点以及M个普通站点，所述方法包括以下步骤：
(1)普通站点收集可利用的中继站点的信息；
(1a)所述K个中继站点通过信标帧周期性地广播所述接入点的信息；
(1b)在10秒～100秒的时间内，所述M个普通站点接收所述广播的信息；
(1c)从各普通站点接收到的信息中，得到各自可以连接的中继站点；
(1d)各普通站点将上述收到信息通过探测报告动作帧发送给中继站点；
(2)中继站点通过探测报告动作帧将普通站点上报的数据发送给接入点；
(3)接入点为所述M个普通站点分配一个中继站点；
(3a)接入点从步骤(2)得到的数据中搜索满足所有普通站点通信所必需的中继站点；
(3b)确定上述中继站点所要连接的普通站点；
(4)所述接入点将步骤(3)中的分配结果通知各普通站点；
(4a)所述接入点通过探测报告动作帧将分配结果发送给各中继站点；
(4b)各中继站点将接收到的数据通过探测报告动作帧发送给普通站点；
其特征在于，其中步骤(3a)中的找出普通站点通信所必需的中继站点，只能连接到唯一一个中继站点的普通站点，记为{Sj}，{Sj}中的普通站点所连接的中继站点为必需的中继站点，记为{Rj}；可以连接多个中继站点的普通站点，记为{Sk}，{Sk}中的普通站点可以连接的多个中继站点，记为{Rk}，在集合{Rk}中找出可以服务所有普通站点而使得中继站点数量最少的中继站点，记为{Rk1}，{Rk1}亦是必需的。
2.根据权利要求1所述的无线中继选择方法，其特征在于，所述探测报告动作帧包含类别字段、探测报告动作字段和中继站点信息元素；所述中继站点信息元素的具体内容包括信息元素标号、信息元素长度、能探测到的中继站点的物理地址；
其中，信息元素长度是普通站点可以连接的中继站点数目乘以6后的字节数，能探测到的中继站点的物理地址是指普通站点可以连接的中继站点的物理地址。
3.根据权利要求1所述的无线局域网中无线中继选择方法，其特征在于，所述步骤(3b)中的确定上述中继站点所要连接的普通站点，包含如下步骤：
(3b1)将仅可以连接到一个中继站点的普通站点分配给该中继站点；
(3b2)将剩余的普通站点依次分配给可选中继站点中普通站点数量少的中继站点。
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