CN105828451A - 一种无线局域网分组接入方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线局域网分组接入方法，该方法包括：AP在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的各隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除，在下一次发送信标帧时，在信标帧中携带为当前各STA组分配的接入时间窗，使各STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA。基于同样的发明构思，本申请还提出一种无线局域网分组接入装置，能够降低WLAN中STA在接入过程中的碰撞概率，并有效抑制各STA之间的干扰。

Description

一种无线局域网分组接入方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线局域网分组接入方法和装置。
背景技术
无线局域网(WLAN)是当今全球应用最广泛的宽带无线接入技术，其功能模块被广泛嵌入至笔记本、智能手机、平板电脑、网络设备等各种电子通信产品中，在为人们提供便捷宽带无线数据服务的同时也创造出巨大的商业价值。特别是随着智能电网、智能医疗、环境监测、安防监控等物联网业务，以及增强局部范围内人与人之间沟通的新型互联网业务快速发展，WLAN被大量应用于物联网领域中，这对WLAN提出了多项新的技术需求：支持更多的用户、较大的覆盖范围以及更大规模的组网等。
传统的无线局域网采用CSMA/CA避免碰撞的传输机制，无线终端(STA)在进行数据传输之前会先等待信道变为“空闲”，一旦信道变成“空闲”，STA开始等待一个随机时段，在此期间继续进行媒体侦听。如果直到等待时段结束时信道仍为“空闲”，则该STA开始传输。在用户较少的情况下，其他接入信道的STA会选择不同的时段长度，因此，随机时段能降低站点的碰撞概率；但是在用户较为密集的场景下，STA数量增加，碰撞的概率提升，会导致严重的干扰问题，从而降低无线局域网的接入效率。
目前，有一些采用时分的方法，在一个信标帧间隔内给一组STA分配一个媒体接入时段，从而在不同的时间对用户进行分组，这种方法是将多组STA分散在不同的时间进行接入，能够减少STA接入的碰撞，但这种方法无法完全避免干扰问题。因为在组内仍然会存在隐藏STA问题，组内STA在进行接入的过程中无法侦听到其他STA，就会造成由隐藏STA导致的接入碰撞，还是会导致严重的干扰问题，从而降低无线局域网的接入效率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种无线局域网分组接入方法和装置，以解决WLAN中STA在接入过程中的碰撞概率高的问题。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
一种无线局域网分组接入方法，该方法包括：
AP为接入的各STA划分STA组，在发送的信标帧中携带为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；
所述AP在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除，在下一次发送信标帧时，在信标帧中携带为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA。
一种无线局域网分组接入装置，应用于WLAN中的AP中，该装置包括：处理单元、发送单元和接收单元；
所述处理单元，用于为接入本AP的各STA划分STA组；当所述接收单元在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除；
所述发送单元，用于在发送的信标帧中携带所述处理单元为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；下一次发送信标帧时，在信标帧中携带所述处理单元为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；
所述接收单元，用于接收各STA上报的侦听到的隐藏STA。
由上面的技术方案可知，本申请中通过在时域上对STA进行分组，将STA划分在不同的时间窗下进行接入；同时，利用STA对隐藏站点的侦听机制，周期性的对STA组进行更新，尽可能的将能够互相侦听到对方的STA划分在同一时间窗内进行接入。通过上述方案能够降低WLAN中STA在接入过程中的碰撞概率，并有效抑制各STA之间的干扰。
附图说明
图1为本申请实施例中AP更新STA组的流程示意图；
图2为本申请实施例中AP更新STA组的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请实施例中提出一种无线局域网分组接入方法，采用时分的方法，接入点(AP)为各STA进行初始分组，并根据接收各STA上报的侦听到的隐藏STA的次数更新各STA组，使各STA组内不存在隐藏STA，从而能够降低WLAN站点在接入过程中的碰撞概率，有效抑制各STA之间的干扰。
AP为接入的各STA划分STA组，在发送的信标帧中携带为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA。
初始状态时，AP为接入的各STA划分STA组时，可以按照某种规则划分，也可以随机划分，本申请实施例对此不做限制。
各STA在接收到信标帧时，根据信标帧中携带的为本STA所在的STA组分配的接入时间窗时，确定本STA接入信道的接入时间窗。
在到本STA对应的接入时间窗之前，该STA可以先进入休眠状态，待到对应的接入时间窗到时，再结束休眠状态，进行信道的接入，即被划分在同一STA组内的STA在同一个接入时间窗接入，并且在为该STA组分配的接入时间窗中不允许其他组的STA的接入。
对于无线局域网来说，STA发送一个数据帧，AP在正确接收到该数据帧之后会以ACK帧的形式回复一个肯定的确认，ACK帧中会携带目的STA的MAC地址信息。周围STA可通过载波侦听机制检测到此过程的传输，然而在某些情况下载波侦听机制有可能无法检测到所有STA的传输，便产生了隐藏站点的问题。
任一STA在到其所在STA组对应的时间窗时，进行隐藏STA的侦听，当侦听到隐藏STA时，将侦听到的隐藏STA上报AP。所述侦听到的隐藏STA为发送的数据帧未被侦听到，且AP向该隐藏STA发送的ACK帧被侦听到的STA。
如STA1和STA2同属于STA组1，在STA组1对应的接入时间窗内，STA1未侦听到STA2发送的数据帧，且侦听到AP向STA2发送的ACK帧，则STA1确定STA2为侦听到的隐藏STA，则将侦听到的隐藏STA2上报AP。
下面结合附图，详细说明本申请实施例中如何实现分组接入。
参见图1，图1为本申请实施例中AP更新STA组的流程示意图。具体步骤为：
步骤101，AP在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数。
本步骤中，记录上报的各隐藏STA的次数时，具体可以通过如下方式实现：
AP接收到上报的侦听到的隐藏STA时，确定所述隐藏站点表中是否记录了该隐藏点的标识，如果是，更新该隐藏STA对应的次数；否则，记录该隐藏STA的标识，以及对应的次数为1。其中，更新隐藏STA对应的次数的具体实现方式可以是在记录的次数上增加1。
步骤102，该AP在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除。
本步骤进行STA组更新后，还需将当前间隔帧内记录的隐藏STA标识及对应的次数删除。
本步骤中所述将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除，具体可以通过如下方式实现：
AP将该隐藏站点表中的各隐藏STA按对应次数从大到小排列，将前预设值个被侦听到的隐藏STA从其所在的STA组中删除。
预设值可以根据实际应用确定，如果设置为3，则对应次数最大的前3个隐藏STA从各自所在的STA组中删除。
AP进行STA组的更新后，将该隐藏站点表清空；等待下一周期隐藏站点的上报再进行数的记录。
步骤103，该AP在下一次发送信标帧时，在信标帧中携带为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA。
STA组更新后，进入下一周期的信标帧的发送，也就进入下一周期的STA组的更新过程。
当隐藏站点表中不存在隐藏STA，即未记录隐藏STA时，不进行STA组的更新，即各STA组中不存在隐藏STA。
被AP从STA组中删除的STA，再次处理该STA时，将该STA作为该WLAN中的新增STA处理；新接入该WLAN中的STA也作为新增STA处理，下面详细描述具体处理过程：
新增STA在信标帧间隔内侦听隐藏STA，当侦听到隐藏STA时，向AP上报侦听到的隐藏STA。
AP记录该新增STA侦听到的各隐藏STA。
该AP在各STA组中所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，该AP若确定该信标帧间隔内，接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA时，将该新增STA分配到未侦听到隐藏STA的STA组中；
若该新增STA在所有STA组中均侦听到隐藏STA，则将该新增STA分配到侦听到隐藏STA个数最少的STA组中；
若AP未接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA，则将该新增STA随机分配到一个STA组中。
基于同样的发明构思，本申请还提出一种无线局域网分组接入装置，应用于WLAN中的AP中。参见图2，图2为本申请实施例中AP更新STA组的装置结构示意图。该装置包括：处理单元201、发送单元202和接收单元203；
处理单元201，用于为接入本AP的各STA划分STA组；当所述接收单元在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除；
发送单元202，用于在发送的信标帧中携带处理单元201为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；下一次发送信标帧时，在信标帧中携带处理单元201为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；
接收单元203，用于接收各STA上报的侦听到的隐藏STA。
较佳地，
处理单元201，进一步用于在当前信标帧间隔内，若接收单元203接收到新增STA上报的侦听到的隐藏STA，记录该新增STA侦听到的隐藏STA；在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，若确定该信标帧间隔内，接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA时，将该新增STA分配到未侦听到隐藏STA的STA组中；若该新增STA在所有STA组中均侦听到隐藏STA，则将该新增STA分配到侦听到隐藏STA个数最少的STA组中；若未接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA，则将该新增STA随机分配到一个STA组中。
较佳地，
所述新增STA为新接入到该WLAN中的STA；
或，所述AP从已划分的STA组中删除的STA。
较佳地，所述侦听到的隐藏STA为发送的数据帧未被侦听到，且AP向该隐藏STA发送的ACK帧被侦听到的STA。
较佳地，
处理单元201，具体用于接收单元203接收到上报的侦听到的隐藏STA时，确定所述隐藏站点表中是否记录了该隐藏点的标识，如果是，更新该隐藏STA对应的次数；否则，记录该隐藏STA的标识，以及对应的次数为1；在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将该隐藏站点表中的隐藏STA按对应次数从大到小排列，将前预设值个被侦听到的隐藏STA从其所在的STA组中删除。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述，本申请通过在时域上对STA进行分组，将STA划分在不同的时间窗下进行接入；同时，利用STA对隐藏站点的侦听机制，周期性的对STA组进行更新，尽可能的将能够互相侦听到对方的STA划分在同一时间窗内进行接入。通过上述方案能够降低WLAN中STA在接入过程中的碰撞概率，并有效抑制各STA之间的干扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线局域网WLAN分组接入方法，应用于WLAN中的接入点AP上，其特征在于，该方法包括：
该AP为接入的各无线终端STA划分STA组，在发送的信标帧中携带为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；
所述AP在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除，在下一次发送信标帧时，在信标帧中携带为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在当前信标帧间隔内，该AP若接收到新增STA上报的侦听到的隐藏STA，记录该新增STA侦听到的隐藏STA；
在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，该AP若确定该信标帧间隔内，接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA时，将该新增STA分配到未侦听到隐藏STA的STA组中；
若该新增STA在所有STA组中均侦听到隐藏STA，则将该新增STA分配到侦听到隐藏STA个数最少的STA组中；
若AP未接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA，则将该新增STA随机分配到一个STA组中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述新增STA为新接入到该WLAN中的STA；
或，所述AP从已划分的STA组中删除的STA。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述侦听到的隐藏STA为发送的数据帧未被侦听到，且AP向该隐藏STA发送的确认ACK帧被侦听到的STA。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除，包括：
AP接收到上报的侦听到的隐藏STA时，确定所述隐藏站点表中是否记录了该隐藏STA的标识，如果是，更新该隐藏STA对应的次数；否则，记录该隐藏STA的标识，以及对应的次数为1；
在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，该AP将该隐藏站点表中的各隐藏STA按对应次数从大到小排列，将前预设值个被侦听到的隐藏STA从其所在的STA组中删除。
6.一种无线局域网WLAN分组接入装置，应用于WLAN中的接入点AP中，其特征在于，该装置包括：处理单元、发送单元和接收单元；
所述处理单元，用于为接入本AP的各无线终端STA划分STA组；当所述接收单元在当前信标帧间隔内接收到任一STA上报的侦听到的隐藏STA时，记录上报的隐藏STA的次数，并在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将记录的次数最大的前预设值个隐藏STA从其所在的STA组中删除；
所述发送单元，用于在发送的信标帧中携带所述处理单元为各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；下一次发送信标帧时，在信标帧中携带所述处理单元为当前各STA组分配的接入时间窗，使任一STA在为该STA所在STA组分配的时间窗内接入信道并在该STA组内侦听隐藏STA；
所述接收单元，用于接收各STA上报的侦听到的隐藏STA。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述处理单元，进一步用于在当前信标帧间隔内，若所述接收单元接收到新增STA上报的侦听到的隐藏STA，记录该新增STA侦听到的隐藏STA；在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，若确定该信标帧间隔内，接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA时，将该新增STA分配到未侦听到隐藏STA的STA组中；若该新增STA在所有STA组中均侦听到隐藏STA，则将该新增STA分配到侦听到隐藏STA个数最少的STA组中；若未接收到该新增STA上报的侦听到的隐藏STA，则将该新增STA随机分配到一个STA组中。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述新增STA为新接入到该WLAN中的STA；
或，所述AP从已划分的STA组中删除的STA。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述侦听到的隐藏STA为发送的数据帧未被侦听到，且AP向该隐藏STA发送的确认ACK帧被侦听到的STA。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，
所述处理单元，具体用于所述接收单元接收到上报的侦听到的隐藏STA时，确定所述隐藏站点表中是否记录了该隐藏点的标识，如果是，更新该隐藏STA对应的次数；否则，记录该隐藏STA的标识，以及对应的次数为1；在所有STA结束信道接入之后，下一次发送信标帧之前，将该隐藏站点表中的各隐藏STA按对应次数从大到小排列，将前预设值个被侦听到的隐藏STA从其所在的STA组中删除。
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