CN107835513B - 一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线网络传输技术领域，公开了一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；当工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，并在信道开始认证关联过程；如果工作站点认证关联请求帧发送失败就适当缩短信道的侦听驻留时间，然后重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。并且为调整次数设置了一个最大值，当调整次数达到最大值停止调整侦听驻留时间。本发明通过调整可以缩短侦听信道驻留时间，从而减小STA接入AP的概率，改善网络阻塞情况，提升关联成功率。

Description

一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法
技术领域
本发明属于无线网络传输技术领域，尤其涉及一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法。
背景技术
无线局域网(WLAN)以无线信道作为传输媒介的计算机局域网；以接入速率高、部署灵活、综合费用较低、终端普及性好等优点获得了广泛应用。802.11协议簇是国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准，主要描述OSI模型的最低两层，即数据链路层和物理层。随着无线网络的迅速发展，802.11目前得到了大规模的普及和发展，被广泛应用在各类电子产品、无线网络中。802.11网络主要分为两种工作模式，独立基本服务集和基础结构型基本服务集基于基础结构型基本服务集(Infrastructure BSS)工作站点(STA)在接入网络接入点(AP)之前，必须先侦听网络的存在；STA首先要通过扫描过程发现周边的Infrastructure BSS网络，再通过认证关联过程建立与AP的逻辑连接关系。完成认证关联前提的扫描过程又被分为主动扫描和被动扫描两种模式；在被动扫描过程中，提供无线服务的AP都会在WLAN网络系统所支持的信道上周期性发送信标帧，STA在WLAN网络系统信道列表所列的各个信道之间不断切换侦听以搜寻其附近AP周期性广播的信标帧，目的是获取接入该BSS所需要的基本参数。在这个过程中，STA在每个信道侦听的驻留时间将较大的影响其本身接入网络的可能性。当随着配备有WLAN标准的无线通信设备的爆炸式增长，出现海量用户进行接入和数据传输时，大量STA同时竞争入网导致认证关联阶段的大量冲突，造成在该阶段的网络拥塞。在当前WLAN网络系统遇到海量用户造成的认证关联拥塞时，通常都是由人工手动调整beacon interval来加以缓解。这种方式效率低下，可操作性差，一次调整不能适应多种用户数量情况，而且不一定获得最好的关联状况，不利用网络对用户的良好服务。但改进后的关联拥塞避免方法采用自适应动态调整信道驻留时间，STA会根据当前的网络拥塞情况自动调整信道驻留时间，而不需要人为干预，大大提高了关联的成功率。
综上所述，现有技术存在的问题是：当前WLAN网络系统遇到海量用户造成的认证关联拥塞时，由人工手动调整beacon interval来存在效率低下，可操作性差，不利用网络对用户的良好服务。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法。
本发明是这样实现的，一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，所述基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，开始认证关联过程；工作站点认证关联请求帧发送失败缩短信道的侦听驻留时间，然后重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。设置调整次数最大值为NMAX，NMAX的具体值根据调整步长和驻留时间初始值确定，按照调整步长调整最大次数到可以允许的最小步长。最小步长是指在当前的Beacon interval下，STA端按照这个步长扫描信道时能有一定的概率接收到Beacon帧。当调整次数达到最大值停止调整侦听驻留时间。
进一步，所述基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法包括以下步骤：
(1)每个工作站点设置信道侦听驻留时间为t，初始值t＝T0；驻留时间调整次数为N，初始值N＝0；驻留时间调整次数上限NMAX；
(2)工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；当工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，并在该信道开始认证关联；
(3)工作站点认证关联请求帧发送成功，工作站点完成认证关联处理；认证关联请求帧发送失败，对信道侦听驻留时间进行调整，同时记录执行调整的次数N＝N+1，重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。
进一步，信道侦听驻留时间的调整规则为：
Figure GDA0001456104350000031
其中k(0<k<1)为侦听驻留时间调整因子。
进一步，信道驻留时间初始值T为100ms。
进一步，N≥NMAX是调整信道驻留时间的次数达到上限，不继续调整驻留时间。
本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法的无线局域网。
本发明改变了现有不动态调整信道驻留时间的关联认证过程。STA端被动扫描时，工作站点从WLAN网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听。当工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，就不继续扫描其他信道，且就在该信道开始认证关联过程。使众多STA按照概率比较均匀的分散在WLAN网络系统支持信道列表中的多个信道，可以避免在同一个信道执行认证关联过程时出现的拥塞。如果STA认证关联请求帧发送成功，则该STA完成认证关联处理，针对它的管控过程结束；若认证关联请求帧发送失败，就需要对信道侦听驻留时间进行调整，需要缩短信道驻留时间，减少STA能够侦听到Beacon帧的概率，也就避免了STA群突发的竞争与拥塞，然后再重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。还给调整次数设置了一个最大值，防止调整次数太多，信道驻留时间调得过低，STA端收到Beacon帧的概率过小。通过附图3可以看出，对比与现有的不动态调整信道驻留时间的关联认证技术，基于动态调整信道驻留时间的关联拥塞避免方法能够有效提高关联认证的通过率。由此证明了本发明的正确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法流程图。
图2是本发明实施例提供的AP和STA的关联建立过程示意图。
图3是本发明实施例提供的基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法实现流程图。
图4是本发明实施例提供的仿真结果示意图。由仿真示意图可以看出，对比与现有的不动态调整信道驻留时间的关联认证技术，基于动态调整信道驻留时间的关联拥塞避免方法能够有效提高关联认证的通过率。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明通过调整可以缩短侦听信道驻留时间，减小STA接入AP的概率，改善网络阻塞情况，提升关联成功率。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法包括以下步骤：
S101：工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；
S102：当工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，并在该信道开始认证关联过程；工作站点认证关联请求帧发送失败就适当缩短信道的侦听驻留时间，然后重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。并且为调整次数设置了一个最大值，当调整次数达到最大值停止调整侦听驻留时间。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。
如图2所示，STA在传送数据之前，都要跟AP先建立关联。
如图3所示，本发明提升关联成功率的步骤如下：
(1)初始化阶段：
每个STA将其信道侦听驻留时间初始值设为t＝T0，T0＝100毫秒。驻留时间调整次数初始值设为N0＝0；上限设为NMAX＝10。
(2)扫描侦听阶段：
STA从WLAN网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听。当STA在某个信道侦听到Beacon帧，就会停止扫描侦听过程，并在该信道开始认证关联过程。
(3)信道侦听驻留时间调整阶段：
若STA认证关联请求帧发送成功，则该STA完成认证关联处理，针对它的管控过程结束；若认证关联请求帧发送失败，则需要对信道侦听驻留时间进行调整，同时记录执行调整的次数N＝N+1，然后重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理。调整规则具体如下：
Figure GDA0001456104350000051
其中k(0<k<1)为侦听驻留时间调整因子，k在此可以取0.1。
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。
依据以上实施步骤进行仿真：横坐标是待与AP关联的STA的个数。纵坐标表示一个Beacon Interval周期内与AP成功关联的STA个数占所有STA数目的比值。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，其特征在于，所述基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，开始认证关联过程；工作站点认证关联请求帧发送失败缩短信道的侦听驻留时间，然后重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理，并且为调整次数设置最大值，当调整次数达到最大值停止调整侦听驻留时间；
所述基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法包括以下步骤：
（1）每个工作站点设置信道侦听驻留时间为t，初始值t=T0；驻留时间调整次数为N，初始值N=0；驻留时间调整次数上限NMAX；
（2）工作站点从无线局域网的网络系统支持的信道列表中随机选择一个信道开始，按照信道侦听驻留时间t为步长，逐个信道进行扫描侦听；当工作站点在某个信道侦听到Beacon帧，停止扫描侦听过程，并在该信道开始认证关联；
（3）工作站点认证关联请求帧发送成功，工作站点完成认证关联处理；认证关联请求帧发送失败，对信道侦听驻留时间进行调整，同时记录执行调整的次数 N=N+1，重新开始扫描信道与侦听beacon帧处理；
信道侦听驻留时间的调整规则为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
其中k为侦听驻留时间调整因子，0<k<1。
2.如权利要求1所述的基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，其特征在于，信道驻留时间初始值T为100ms。
3.如权利要求1所述的基于动态调整信道侦听驻留时间的关联阻塞避免方法，其特征在于，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
是调整信道驻留时间的次数达到上限，不继续调整驻留时间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108924902B (zh) * 2018-06-12 2021-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 无线网络断开方法、装置及电子装置
CN109982421A (zh) * 2019-05-13 2019-07-05 深圳格林帕科技有限公司 一种低功耗窄带无线网络信道接入方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101815286A (zh) * 2009-02-23 2010-08-25 华为技术有限公司 基于信标的网络、加入网络的方法、帧传输方法和装置
CN101959311A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 富士通株式会社 无线通信装置和无线通信方法
CN103957602A (zh) * 2014-04-01 2014-07-30 安徽农业大学 一种无线传感器网络动态信道动态接入控制方法
US9374785B1 (en) * 2006-10-16 2016-06-21 Marvell International Ltd. Power save mechanisms for dynamic ad-hoc networks

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9374785B1 (en) * 2006-10-16 2016-06-21 Marvell International Ltd. Power save mechanisms for dynamic ad-hoc networks
CN101815286A (zh) * 2009-02-23 2010-08-25 华为技术有限公司 基于信标的网络、加入网络的方法、帧传输方法和装置
CN101959311A (zh) * 2009-07-17 2011-01-26 富士通株式会社 无线通信装置和无线通信方法
CN103957602A (zh) * 2014-04-01 2014-07-30 安徽农业大学 一种无线传感器网络动态信道动态接入控制方法

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