CN103945510B - 站点区分广播帧与组播帧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种站点区分广播帧与组播帧的方法，主要解决现有技术中站点不能区分广播帧和组播帧而导致能量浪费的问题。其实现步骤是：1）接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内下发缓存的广播帧或者组播帧，并设置Bitmap Control域的第一位为1；2）接入点AP依据需要下发缓存的帧的类型，设置DTIM Count域的“帧类型”和“组号”；3）站点通过查看DTIM Count域，得知需要下发缓存帧的类型，并且有选择地接收该缓存帧。本发明避免了站点接收不必要的组播帧，减少了站点的能量损耗，提高了网络生存周期，可用于IEEE802.11ah无线网络中，接入点AP与站点的通信。

Description

站点区分广播帧与组播帧的方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更进一步涉及IEEE802.11ah中站点区分广播帧与组播帧的方法。可用于当接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内有要下发缓存的广播帧或者组播帧时，站点区分该帧的类别。

背景技术

目前，随着物联网等技术的广泛规模化应用，现在的无线局域网WLAN标准已经难以满足需求，低频段、低功耗的无线局域网WLAN成为新的焦点。IEEE802.11ah作为一个专门面向物联网的低频段的无线局域网WLAN新标准正在起草制定中，其工作在1GHz以下频段，可以支持智能电表、智能电网以及Wi-Fi覆盖扩展等应用，预计2016年将发布。然而，在IEEE802.11ah应用场景中，接入点AP支持站点数量很多，多达6000个站点，并且站点是由电池供电，能耗有限，节能对于站点来说至关重要。

IEEE802.11标准定义了电源管理省电模式PSM。在该省电模式中，站点有两种电源状态，即唤醒和休眠。当站点处于休眠状态时，接入点AP为其缓存数据包；当站点处于唤醒状态时，接收接入点AP下发的数据。站点在每个信标周期的开始接收接入点AP下发的信标帧，通过查看业务指示信息TIM来得知AP是否有为它下发的缓存数据。如果指示有为站点下发的缓存数据，则站点向接入点AP发送一个PS-Poll帧，以载波监听多址接入和碰撞避免，即以CSMA/CA的竞争方式向接入点AP请求缓存的数据帧。

在有站点处于节能模式的无线局域网里，除了下发单播数据帧，接入点AP也会为站点下发缓存的广播或者组播数据。接入点AP以每隔一个传输业务指示信息DTIM为周期下发传输业务指示信息DTIM，来指示接入点AP是否有下发缓存的广播帧或者组播帧。业务指示信息TIM信息元素的格式如图1所示，当业务指示信息TIM元素中的DTIM Count域为0时，表明目前的业务指示信息TIM信标帧是一个传输业务指示信息DTIM信标帧。DTIM Period域指示了传输业务指示信息DTIM的周期。Bitmap Control域第一位代表了关联身份AID为0的业务指示信息，当接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标帧周期内有要下发缓存的广播帧或者多播帧时，Bitmap Control域的第一位会被置为1，并且DTIM Count域必定为0。所有站点在接收完含有该传输业务指示信息DTIM的信标帧后，会接收接入点AP下发的广播帧或者组播帧。

因此，IEEE802.11省电模式只使用Bitmap Control域的第一位来指示接入点AP缓存的广播帧或者组播帧，没有提供任何机制来区分接入点AP缓存的是广播帧还是组播帧，而且不能区分缓存的组播帧属于哪个组。因此当接入点AP需要下发缓存的组播帧时，所有的站点都必须处于唤醒状态去接收该组播帧，即使这些组播帧只是接入点AP为一部分站点缓存的数据帧。更坏的情况是一些站点可能不属于任何组，也需要消耗额外的能量去接收这些组播帧。在IEEE802.11ah应用场景中，站点数量很多而且能量受限，如果不能提供一种有效的机制来区分接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内下发的是广播帧还是组播帧，将导致站点由于接收不必要的组播帧而造成能量的大量浪费。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明在802.11基础结构型BSS无线局域网络的电源管理模式基础上，针对IEEE802.11ah应用场景的特点，提供一种站点区分广播帧与组播帧的方法，以避免站点由于接收不必要的组播帧而导致能量浪费的问题。

为实现上述目的，本发明的技术思路是：当接入点AP需要下发缓存的广播帧或者组播帧时，借用DTIM Count域第一位来指示接入点AP缓存的是广播帧还是组播帧，并且将该位命名为“帧类型”。当接入点AP缓存的是组播帧时，借用DTIM Count域的第二位到第六位来指示该组播帧属于哪一组，并且将这几位命名为“组号”。站点通过查看DTIM Count域，区分该帧的类别。其实现步骤包括如下：

1）接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内下发缓存的广播或者组播帧，并设置Bitmap Control域的第一位为1；

2）接入点AP依据下发缓存的帧类型，设置DTIM Count域的“帧类型”：

如果需要下发缓存的帧是广播帧，则设置“帧类型”为0，执行步骤4）；

如果需要下发缓存的帧是组播帧，则设置“帧类型”为1，执行步骤3）；

3）接入点AP依据下发组播帧的组号，将该组号的十进制数转化为五位二进制数，并将该五位二进制数设置为DTIM Count域的“组号”；

4）接入点AP给站点下发业务指示信息TIM，站点通过查看DTIM Count域，得知需要下发缓存帧的类型：

如果“帧类型”为0，表示接入点下发缓存的帧是广播帧，在信标周期内，所有站点将处于唤醒状态来接收AP下发的广播帧；

如果“帧类型”为1，表示接入点下发缓存的帧是组播帧，并且将“组号”的五位二进制数转化为十进制数，该十进制数表示组播帧的组号，拥有该组号的站点将接收接入点AP下发缓存的组播帧，而其他组的站点将处于休眠状态，不接收该组播帧。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设计一个站点区分广播帧与组播帧的方法，避免了站点接收不必要的组播帧，减少了站点的能量损耗，提高了网络生存周期。

2、本发明不需要额外的控制开销，可以使站点区分接入点下发缓存帧的类型，避免了添加新的控制开销带来的浪费。

附图说明

图1为现有业务指示信息TIM元素格式；

图2为本发明的DTIM Count域格式；

图3为本发明的实现流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明实现步骤作进一步的详细描述。

在IEEE802.11标准的省电模式中，接入点AP采用Bitmap Control域的第一位作为站点指示下发缓存的广播帧或者组播帧，站点不能区分该缓存帧的类型。本发明采用图2中DTIM Count域的格式，该域的格式包括三部分，分别是：“帧类型”、“组号”和“Count”。其中“帧类型”指示接入点AP下发缓存帧的类型，“组号”指示AP下发组播帧的组号。当接入点AP需要下发缓存的广播帧或者组播帧时，“Count”的内容为0。站点通过查看“帧类型”和“组号”，能够有选择地接收接入点AP下发的缓存帧。

参照图3，本发明的实现步骤如下：

步骤1，接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内，设置Bitmap Control域第一位的内容。

接入点AP根据是否需要下发缓存的广播帧或者组播帧，设置Bitmap Control域的第一位内容：

如果接入点AP需要下发缓存的广播帧或者组播帧，设置Bitmap Control域的第一位内容为1；

如果接入点AP不需要下发缓存的广播帧或者组播帧，设置Bitmap Control域的第一位内容为0。

当Bitmap Control域的第一位为1时，DTIM Count域必定为0，此时接入点使用DTIM Count域的高六位来指示下发缓存帧的类型。

步骤2，接入点AP依据下发缓存的帧类型，设置DTIM Count域的“帧类型”：

如果下发缓存的帧是广播帧，则设置“帧类型”为0，执行步骤4；

如果下发缓存的帧是组播帧，则设置“帧类型”为1，执行步骤3。

步骤3，接入点AP依据下发组播帧的组号，设置DTIM Count域的“组号”。

接入点AP将该组播帧组号的十进制数转化为五位二进制数，并将该五位二进制数设置为DTIM Count域的“组号”。例如，如果该组播帧属于第4组，则接入点AP设置“组号”为00100；当第4组的站点接收完传输业务指示信息DTIM信标帧后，再接收接入点AP下发缓存的组播帧，而属于其他组的站点将处于休眠状态，不接收该组播帧。

步骤4，接入点AP下发业务指示信息TIM，站点通过查看DTIM Count域，得知需要下发缓存帧的类型。

站点收到接入点AP下发的业务指示信息TIM后，查看DTIM Count域的“帧类型”和“组号”：

如果“帧类型”为0，则表示接入点下发缓存的帧是广播帧，故在信标周期内，所有站点将处于唤醒状态来接收AP下发的广播帧；

如果“帧类型”为1，则表示接入点下发缓存的帧是组播帧，故将“组号”的五位二进制数转化为十进制数，该十进制数表示组播帧的组号，拥有该组号的站点将接收接入点AP下发缓存的组播帧，而其他组的站点将处于休眠状态，不接收该组播帧。

在现有技术中，站点不能区分接入点下发缓存的帧的类型，所有的站点在信标周期内都处于唤醒状态，接收接入点下发的缓存帧。如果该缓存帧是组播帧，不拥有该组播帧组号的站点也将接收该组播帧，造成站点能量的浪费。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (1)

1.一种站点区分广播帧与组播帧的方法，包括如下步骤：

（1）接入点AP在传输业务指示信息DTIM信标周期内下发缓存的广播帧或者组播帧，并设置Bitmap Control域的第一位为1；

（2）接入点AP依据下发缓存的帧类型，设置DTIM Count域的“帧类型”：

如果需要下发缓存的帧是广播帧，则设置“帧类型”为0，执行步骤（4）；

如果需要下发缓存的帧是组播帧，则设置“帧类型”为1，执行步骤（3）；

（3）接入点AP依据下发组播帧的组号，将该组号的十进制数转化为五位二进制数，并将该五位二进制数设置为DTIM Count域的“组号”；

（4）接入点AP给站点下发业务指示信息TIM，站点通过查看DTIM Count域，得知需要下发缓存帧的类型：

如果“帧类型”为0，表示接入点下发缓存的帧是广播帧，在信标周期内，所有站点将处于唤醒状态来接收AP下发的广播帧；

如果“帧类型”为1，表示接入点下发缓存的帧是组播帧，并且将“组号”的五位二进制数转化为十进制数，该十进制数表示组播帧的组号，拥有该组号的站点将接收接入点AP下发缓存的组播帧，而其他组的站点将处于休眠状态，不接收该组播帧。