CN113316232A - 基于省电多询的多链路省电方法 - Google Patents

基于省电多询的多链路省电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于省电多询的多链路省电方法，主要解决现有多链路设备能耗过大的问题，其实现方案为：构建基本服务集
Figure DDA0003072083320000011
多链路接入点A发现
Figure DDA0003072083320000012
中传统站点用户集
Figure DDA0003072083320000013
和多链路站点用户集
Figure DDA0003072083320000014
后并与其建立连接；构建传统站点用户集
Figure DDA0003072083320000015
和多链路站点用户集
Figure DDA0003072083320000016
这两个用户集的缓存标识区域；获取关联缓存的传统站点用户集
Figure DDA0003072083320000017
关联缓存的多链路站点用户集
Figure DDA0003072083320000018
和
Figure DDA0003072083320000019
中用户Mp的接收缓存链路集
Figure DDA00030720833200000110
计算关联缓存链路集
Figure DDA00030720833200000111
修改省电多询帧结构，对所有的关联缓存链路集
Figure DDA00030720833200000112
进行分组；根据分组设置修改后省电多询帧字段值，获取节能调度周期。本发明能在无需时刻保持监听信道的情况下，实现对链路资源的充分利用和多链路设备的省电，可用于多链路设备。

Description

基于省电多询的多链路省电方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别涉及一种多链路设备的省电方法，可用于多链路设备。
背景技术
随着无线局域网标准的演进，无线保真Wi-Fi标准6技术已经落地，下一代代号为802.11be的Wi-Fi标准7的研究和制定已经开始。之前的Wi-Fi系统均采用单链路模式，在一个时刻只有一个站点STA可与接入点AP在单条链路上进行通信。此时，单条链路上可达的最大数据量即为其最高吞吐量。随着一些新兴流量业务如增强现实、超清视频等的出现，受频谱资源限制，单链路已不能满足用户对大量数据交换的需求。因此，802.11be标准引入了一种新型的通信设备——多链路设备。
多链路设备有两类，一类为AP多链路设备AP MLD，一类为非AP多链路设备Non-APMLD。一个多链路设备即为一个物理逻辑实体，其结构上拥有一个High媒体接入控制层MAC和多个Low MAC与物理层，因此多个链路的数据及信令资源可在实体端上共享且具备同时支持多条链路通信的能力。此时多链路设备可将一个或多个数据同时在多条链路上进行收发，极大提高了通信的吞吐量，这种通信的方式也使设备的能耗变得十分严重。针对此问题，当前并没有明确的已制定好的适用于多链路的省电方案，故仍需进一步探究。
在802.11n协议中曾提出一种节能多询PSMP技术，即提前利用一个PSMP帧来调度整个节能模式的传输周期。PSMP帧是802.11n引入的一种管理帧，用来在各个STA之间共享AP通过增强分布式信道接入获得的传输机会。其负载只包含两个部分，一个是PSMP参数设置字段,其包含一些控制信息，如额外PSMP位；另一个是STA信息字段，其包含一些STA的调度信息，如上下行的传输时间。
PSMP节能调度周期可分为PSMP下行传输时段PSMP-DTT和PSMP上行传输时段PSMP-UTT。
在PSMP-DTT过程中，AP进行突发传输，其中帧间间隔可能会更小，比如精简帧间距RIFS。RIFS时间比短帧间距SIFS会更小，SIFS时间包含了一个发送状态到接受状态的切换时间，而RIFS仅是两次发送状态之间的切换时间。在该过程中，节点可以不采用空闲信道评估，直接在被调度的具体时间内醒来，并接受数据，从而获得更多的休眠时间，从而节能。在PSMP-UTT时间内，节点仅会在被调度的周期内醒来，并反馈上行数据帧，从而也减少了较多的监听过程，节约了能量。但目前PSMP这种节能方法只用于传统单链路设备中，802.11be中满足高吞吐量要求的多链路设备并没有明确的省电方法，这将导致在能量有限的情况下无法使用多链路设备，其可能在总传输数据量未达到目标要求之前就因无能量供应而终止工作。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于省电多询的多链路省电方法，以节省多链路设备的能耗，满足802.11be高吞吐量要求。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下：
(1)根据多链路接入点A、传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000021
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000022
构建基本服务集：
Figure BDA0003072083300000023
(2)多链路接入点A通过扫描、认证和关联操作，发现基本服务集
Figure BDA0003072083300000024
中的传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000025
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000026
后与其建立链路连接，实现A的链路集
Figure BDA0003072083300000027
中第n条链路
Figure BDA0003072083300000028
分别与
Figure BDA0003072083300000029
中第k个用户Sk的链路
Figure BDA00030720833000000210
和
Figure BDA00030720833000000211
中第p个用户Mp链路集
Figure BDA00030720833000000212
中链路的相互关联，获得
Figure BDA00030720833000000213
的关联链路集
Figure BDA00030720833000000214
其中n∈[1,F]，F为多链路接入点A的链路总数，k∈[1,H]，H为传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000215
中用户的总数，p∈[1,E]，E为多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000216
中用户的总数；
(3)构建传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000217
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000218
这两个用户集的缓存标识区域；
(4)多链路接入点A根据自身的缓存区信息，获取传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000219
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000220
的子集，分别作为关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000221
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000222
并获取用户Mp的链路集
Figure BDA00030720833000000223
的子集，作为接收缓存链路集
Figure BDA00030720833000000224
(5)多链路接入点A根据关联链路集
Figure BDA00030720833000000225
获得缓存链路集：
Figure BDA00030720833000000226
(6)多链路接入点A对省电多询帧结构进行修改：
(6a)根据关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000227
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000228
将省电多询帧结构中的站点信息字段扩展为K+P个用户信息字段，其中K为
Figure BDA00030720833000000229
中的用户总数，P为
Figure BDA00030720833000000230
中的用户总数；
(6b)设置
Figure BDA00030720833000000231
中用户Sk的用户信息字段，使其包含的内容与传统省电多询中的站点信息字段相同，设置
Figure BDA0003072083300000031
中用户Mp的用户信息字段，使其包含一个共有信息字段和C个链路信息字段，其中，C为链路集
Figure BDA0003072083300000032
中的链路总数；
(6c)在省电多询帧的省电多询参数设置字段中开辟链路字段，使其包含K+P个链路位图字段，该字段顺序与(6a)中的用户信息字段顺序一致；
(6d)构建关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000033
中用户Sk的链路位图字段
Figure BDA0003072083300000034
构建关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000035
中用户Mp的链路位图字段
Figure BDA0003072083300000036
并且
Figure BDA0003072083300000037
包含
Figure BDA0003072083300000038
其中
Figure BDA0003072083300000039
为链路
Figure BDA00030720833000000310
对应的参数设置位，
Figure BDA00030720833000000311
为链路集
Figure BDA00030720833000000312
对应的参数设置位，
Figure BDA00030720833000000313
为链路集
Figure BDA00030720833000000314
对应的参数设置位；
(7)对所有关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000000315
进行分组，即多链路接入点A先根据关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000000316
获得分组的组数为
Figure BDA00030720833000000317
再将每个关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000000318
中的第g个元素组成第g个分组，并进行组间相同位置的元素互换，获得最终分组结果，其中g∈[1,G]；
(8)多链路接入点A将(6d)中构建好的链路位图字段
Figure BDA00030720833000000319
置为‘1’，将
Figure BDA00030720833000000320
中属于
Figure BDA00030720833000000321
的元素置为‘1’，将剩余元素置为‘0’，并根据(7)的分组结果，将同一分组的用户信息字段中用于指示上下行调度的字段设置为同一值，得到设置有字段值的修改后省电多询帧；
(9)多链路接入点A对(8)的结果进行广播，获得一个节能调度周期，按照该节能周期实施省电。
本发明具有如下有益效果优点：
1.本发明通过修改PSMP帧结构,在多链路中引入PSMP节能调度，在多条链路的固定时间内为多个多链路设备划分上下行传输时间，使上下行链路的传输集合一起，不仅进一步缩小了帧间间距，而且实现了多链路设备的省电，即用户只需要在预先设定的调度时间内苏醒，无需时刻保持监听信道也无需频繁的进行发送和接收状态的切换。
2.本发明通过对已关联且有缓存数据的用户链路分组，尽量将同时连接AP MLD所有支持链路且将有缓存数据到达用户的链路划分为一个组，使其在PSMP调度过程中同时被激活或休眠，实现了链路资源的充分利用，满足802.11be高吞吐量的要求。
附图说明
图1是本发明的场景图；
图2是本发明的实现流程图；
图3是本发明中的基本服务集连接图；
图4是省电多询帧结构图；
图5是本发明中修改后的省电多询帧结构图；
图6是本发明中有字段值的修改后省电多询帧结构图；
图7是本发明中节能调度周期示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述：
参照图1，本实例使用的场景包括接入点多链路设备AP MLD、传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000041
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000042
其中AP MLD为多链路接入点A，传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000043
包括一个传统用户US，多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000044
包括三个多链路用户，依次为第1个多链路用户UM1、第2个多链路用户UM2和第3个多链路用户UM3。
该AP MLD包含三条链路，其依次为第1条链路
Figure BDA0003072083300000045
第2条链路
Figure BDA0003072083300000046
和第3条链路
Figure BDA0003072083300000047
构成AP MLD的链路集
Figure BDA0003072083300000048
即：
Figure BDA0003072083300000049
传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000410
中的传统用户US包含一条链路
Figure BDA00030720833000000411
多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000412
中的第1个多链路用户UM1包含三条链路，依次为第1条链路
Figure BDA00030720833000000413
第2条链路
Figure BDA00030720833000000414
和第3条链路
Figure BDA00030720833000000415
构成用户UM1链路集
Figure BDA00030720833000000416
即
Figure BDA00030720833000000417
多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000418
中的第2个多链路用户UM2包含两条链路，依次为第1条链路
Figure BDA00030720833000000419
和第2条链路
Figure BDA00030720833000000420
构成用户UM2的链路集
Figure BDA00030720833000000421
即
Figure BDA00030720833000000422
多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000423
中的第3个多链路用户UM3包含两条链路，依次为第1条链路
Figure BDA00030720833000000424
和第2条链路
Figure BDA00030720833000000425
构成用户UM3的链路集
Figure BDA00030720833000000426
即
Figure BDA00030720833000000427
参照图2，本实例的实现步骤如下：
步骤1，根据多链路接入点A、传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000428
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000429
构建基本服务集：
Figure BDA00030720833000000430
多链路接入点A是多链路设备，相较于传统的单链路设备，其结构上拥有一个High媒体接入控制层MAC和多个Low MAC与物理层，因此具有多条链路同时通信的特性。其基本服务集的构建如下：
先将多链路接入点A通信覆盖区域内的所有传统用户和所有多链路用户分别组合成传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000051
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000052
再将多链路接入点A通信范围所覆盖的物理区域作为基本服务集
Figure BDA0003072083300000053
则得到基本服务集
Figure BDA0003072083300000054
包含多链路接入点A、传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000055
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000056
这三种物理实体，其表示为：
Figure BDA0003072083300000057
在本实例场景中，多链路接入点A为AP MLD，传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000058
包括传统用户US，多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000059
包括多链路用户UM1、多链路用户UM2和多链路用户UM3，则得到由AP MLD、传统用户US、多链路用户UM1、多链路用户UM2和多链路用户UM3构建的基本服务集
Figure BDA00030720833000000510
步骤2，多链路接入点A通过扫描、认证和关联操作，发现基本服务集
Figure BDA00030720833000000511
中的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000512
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000513
后与其中用户建立链路连接。
2.1)由传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000514
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000515
中的用户在不同频点上发送探测请求帧；
2.2)由多链路接入点A对传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000516
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000517
中的用户在不同频点上发送的探测请求帧进行接收，若接收成功，即为发现该用户，则发送探测响应帧作为回复，完成扫描过程；若接收失败，则多链路接入点A不发送探测响应帧，传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000518
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000519
中的用户在限定时间内未能收到回复，则这两个集合中的用户将会重新发送探测请求帧，直到收到来自多链路接入点A的探测响应帧；
2.3)由传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000520
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000521
中的用户向多链路接入点A发送认证请求帧；
2.4)由多链路接入点A对传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000522
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000523
中的用户发送的认证请求帧进行接收，若接收成功，则即刻发送认证响应帧作为回复，完成身份认证；若接收失败，则多链路接入点A不发送认证响应帧，传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000524
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000525
中的用户在限定时间内未能收到回复，则这两个集合中的用户将会重新发送认证请求帧，直到收到来自多链路接入点A的认证响应帧。
2.5)由传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000526
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000527
中的用户向多链路接入点A发送关联请求帧用以协商链路信息；
2.6)由多链路接入点A对传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000528
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000529
中的用户发送的关联请求帧进行接收，若接收成功，则发送关联响应帧作为协商回复，与此同时为用户分配关联标识符，完成链路连接；若接收失败，则多链路接入点A不发送关联响应帧，传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000061
中的用户和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000062
中的用户在限定时间内未能收到回复，则这两个集合中的用户将会重新发送关联请求帧，直到收到来自多链路接入点A的关联响应帧。
在本实例场景中，AP MLD先通过扫描操作，发现基本服务集
Figure BDA0003072083300000063
中的传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000064
中的传统用户US和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000065
中的多链路用户UM1、多链路用户UM2和多链路用户UM3。然后通过认证和关联操作，实现将AP MLD的链路集与每个用户的链路相关联，得到AP MLD第一条链路
Figure BDA0003072083300000066
所关联的链路集
Figure BDA0003072083300000067
AP MLD第二条链路
Figure BDA0003072083300000068
所关联的链路集
Figure BDA0003072083300000069
和APMLD第三条链路
Figure BDA00030720833000000610
所关联的链路集
Figure BDA00030720833000000611
其中，该链路集
Figure BDA00030720833000000612
包含多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000000613
和多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA00030720833000000614
该链路集
Figure BDA00030720833000000615
包含多链路用户UM1的第二条链路
Figure BDA00030720833000000616
多链路用户UM2的第二条链路
Figure BDA00030720833000000617
和多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000000618
该链路集
Figure BDA00030720833000000619
包含传统用户US的链路
Figure BDA00030720833000000620
多链路用户UM1的第三条链路
Figure BDA00030720833000000621
和多链路用户UM3的第二条链路
Figure BDA00030720833000000622
至此，经过链路连接得到基本服务集连接图，如图3所示。
步骤3，构建传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000623
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000624
这两个用户集的缓存标识区域。
在本实例中，通过在信标帧的位图控制字段和部分虚拟位图字段中添加传统用户和多链路用户关联标识符的对应区域，使这两个字段可联合指示出对应标识符的用户的缓存信息，完成对传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000625
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000626
这两个用户集的缓存标识区域的构建。
步骤4，多链路接入点A根据自身缓存区信息，获取关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000627
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000628
4.1)对构建的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000629
和多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000630
的缓存区进行实时更新，即当两个用户集中的某个用户有缓存到达时，则多链路接入点A将缓存区中该用户关联标识符的对应位置为‘1’，其余用户对应位保持为‘0’；
4.2)周期性遍历整个缓存区，对其中每个位数为‘1’的用户类型都进行判断：
若该位数为‘1’的用户为传统用户，则将这些传统用户作为传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000631
的子集，即关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000632
若该位数为‘1’的用户为多链路用户，则将这些多链路用户作为多链路用户用户集
Figure BDA00030720833000000633
的子集，即关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000071
在本实例场景中，每个用户均有可能有缓存帧到达，这里暂设传统用户US、多链路用户UM1、多链路用户UM2和多链路用户UM3在AP MLD处均有缓存帧到达，则AP MLD根据自身的缓存信息，获得的关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000072
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000073
分别为传统站点用户集
Figure BDA0003072083300000074
和多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000075
即
Figure BDA0003072083300000076
步骤5，多链路接入点A根据监测的链路信息状况，获取
Figure BDA0003072083300000077
中用户Mp的接收缓存链路集
Figure BDA0003072083300000078
5.1)多链路接入点A根据监测的链路信息状况，决定将缓存区中位数为‘1’的多链路用户Mp的缓存信息在该用户且链路信息状况好的链路上进行发送；
5.2)用决定进行发送的用户链路组成为接收缓存链路集
Figure BDA0003072083300000079
在本实例场景中，暂设多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000000710
和第三条链路
Figure BDA00030720833000000711
的信息状况良好，多链路用户UM2所有链路的信息状况均良好，多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000000712
的信息状况良好，则AP MLD根据链路信息状况，获得多链路用户UM1的接收缓存链路集
Figure BDA00030720833000000713
多链路用户UM2的接收缓存链路集
Figure BDA00030720833000000714
和多链路用户UM3的接收缓存链路集
Figure BDA00030720833000000715
其中该链路集
Figure BDA00030720833000000716
包含多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000000717
和第三条链路
Figure BDA00030720833000000718
其中该链路集
Figure BDA00030720833000000719
包含多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA00030720833000000720
和第二条链路
Figure BDA00030720833000000721
其中该链路集
Figure BDA00030720833000000722
包含多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000000723
步骤6，多链路接入点A根据关联链路集
Figure BDA00030720833000000724
获得关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000000725
6.1)多链路接入点A将所有有缓存传统用户的链路与所有有缓存多链路用户的链路分别统计为
Figure BDA00030720833000000726
和
Figure BDA00030720833000000727
6.2)对
Figure BDA00030720833000000728
和
Figure BDA00030720833000000729
求并集，得到所有的缓存链路集
Figure BDA00030720833000000730
Figure BDA00030720833000000731
6.3)对所有的缓存链路集
Figure BDA0003072083300000081
与关联链路集
Figure BDA0003072083300000082
求交集，得到多链路接入点A的每条链路对应的缓存链路集：
Figure BDA0003072083300000083
在本实例场景中，AP MLD根据关联链路集
Figure BDA0003072083300000084
和6.3)中公式，计算得到AP MLD第一条链路
Figure BDA0003072083300000085
的缓存链路集
Figure BDA0003072083300000086
第二条链路
Figure BDA0003072083300000087
的缓存链路集
Figure BDA0003072083300000088
和第三条链路
Figure BDA0003072083300000089
的缓存链路集
Figure BDA00030720833000000810
其中，第一条链路
Figure BDA00030720833000000811
的缓存链路集
Figure BDA00030720833000000812
包含多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000000813
和多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA00030720833000000814
第二条链路
Figure BDA00030720833000000815
的缓存链路集
Figure BDA00030720833000000816
包含多链路用户UM2的第二条链路
Figure BDA00030720833000000817
和多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000000818
第三条链路
Figure BDA00030720833000000819
的缓存链路集
Figure BDA00030720833000000820
包含传统用户US的链路
Figure BDA00030720833000000821
和多链路用户UM1的第三条链路
Figure BDA00030720833000000822
步骤7，多链路接入点A对省电多询帧结构进行修改。
(7a)根据关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000823
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000824
将省电多询帧结构中的站点信息字段扩展为K+P个用户信息字段，其中K为
Figure BDA00030720833000000825
中的用户总数，P为
Figure BDA00030720833000000826
中的用户总数。在本实例场景中，根据关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000827
的用户总数：K＝1和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000828
的用户总数：P＝3，AP MLD对图4所示的省电多询帧结构进行修改，即将该帧结构中的STA信息字段替换为K+P个用户信息字段；然后由AP MLD决定得到的这四个用户信息字段的先后顺序，这里假设决定的用户信息字段的顺序依次为传统用户US信息字段、多链路用户UM1信息字段、多链路用户UM2信息字段和多链路用户UM3信息字段；
(7b)设置关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000829
中用户Sk的用户信息字段，使其包含的内容与传统省电多询中的站点信息字段相同。本实例场景中，对(7a)中所得的关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000830
中的传统用户US的信息字段进行设置，使其包含内容与传统中省电多询的站点信息字段相同，包括用户的类型、省电多询下行传输时段PSMP-DTT最初偏移、PSMP-DTT时长、用户标识符、省电多询上行传输时段PSMP-UTT最初偏移、PSMP-UTT时长和预留字段这七个字段；
(7c)设置关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000831
中用户Mp的用户信息字段，使其包含一个共有信息字段和C个链路信息字段，其中，C为链路集
Figure BDA0003072083300000091
中的链路总数。在本实例场景中，分别对(7a)中所得的关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000092
中的多链路用户UM1信息字段、多链路用户UM2信息字段和多链路用户UM3信息字段进行如下设置：
一是根据关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000093
中多链路用户UM1的接收缓存链路集
Figure BDA0003072083300000094
的链路总数：
Figure BDA0003072083300000095
设置多链路用户UM1的用户信息字段包含一个共有信息字段和2个链路信息字段；
二是根据关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000096
中多链路用户UM2的接收缓存链路集
Figure BDA0003072083300000097
的链路总数：
Figure BDA0003072083300000098
设置多链路用户UM2的信息字段包含一个共有信息字段和2个链路信息字段；
三是根据关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000099
中多链路用户UM3的接收缓存链路集
Figure BDA00030720833000000910
的链路总数为：
Figure BDA00030720833000000911
设置多链路用户UM3的信息字段包含一个共有信息字段和1个链路信息字段；
上述的共有信息字段均包含用户的类型，用户标识符和预留字段这三个字段；链路信息字段均包含PSMP-DTT最初偏移，PSMP-DTT时长，PSMP-UTT最初偏移，PSMP-UTT时长这四个字段，用以指示在每条链路上的上下行传输时间；
(7d)在省电多询帧的省电多询参数设置字段中开辟链路字段，使其包含K+P个链路位图字段，该字段顺序与(7a)中的用户信息字段顺序一致。在本实例场景中，根据关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000912
的用户总数：K＝1和关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000000913
的用户总数：P＝3，AP MLD对图4所示的省电多询帧结构进行修改，即在该帧结构的省电多询参数设置字段中开辟一个链路字段，并使该链路字段包含四个链路位图字段，且链路位图字段的顺序对应于步骤(7a)中的四个用户信息字段的顺序，依次为传统用户US链路位图字段、多链路用户UM1链路位图字段、多链路用户UM2链路位图字段和多链路用户UM3链路位图字段；
(7e)构建关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000914
中用户Sk的链路位图字段
Figure BDA00030720833000000915
其中
Figure BDA00030720833000000916
为链路
Figure BDA00030720833000000917
对应的参数设置位。在本实例场景中，对(7d)中所得的关联缓存的传统站点用户集
Figure BDA00030720833000000918
中的传统用户US在链路字段上开辟一个比特位数为1的区间，此区间即为传统用户US的链路位图字段
Figure BDA0003072083300000101
且该区间中的比特位用于表示传统用户US的链路上有无缓存，即将有缓存的比特位置为‘1’，将无缓存的比特位置为‘0’；
(7f)构建关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA0003072083300000102
中用户Mp的链路位图字段
Figure BDA0003072083300000103
由于链路集
Figure BDA0003072083300000104
为链路集
Figure BDA0003072083300000105
的子集，故构建出的
Figure BDA0003072083300000106
必然包含
Figure BDA0003072083300000107
其中
Figure BDA0003072083300000108
为链路集
Figure BDA0003072083300000109
对应的参数设置位，
Figure BDA00030720833000001010
为链路集
Figure BDA00030720833000001011
对应的参数设置位。在本实例场景中，分别对于(7d)中所得的关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000001012
中的多链路用户UM1、多链路用户UM2和多链路用户UM3进行链路位图字段构建，即：
对于关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000001013
中的多链路用户UM1在链路字段上开辟一个比特位数等于自身链路数目3的区间，此区间即为多链路用户UM1的链路位图字段
Figure BDA00030720833000001014
且该区间中的比特位依次表示多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000001015
第二条链路
Figure BDA00030720833000001016
和第三条链路
Figure BDA00030720833000001017
上有无缓存；
对于关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000001018
中的多链路用户UM2在链路字段上开辟一个比特位数等于自身链路数目2的区间，此区间即为多链路用户UM2的链路位图字段为
Figure BDA00030720833000001019
且该区间中的比特位依次表示多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA00030720833000001020
和第二条链路
Figure BDA00030720833000001021
上有无缓存；
对于关联缓存的多链路站点用户集
Figure BDA00030720833000001022
中的多链路用户UM3在链路字段上开辟一个比特位数等于自身链路数目2的区间，此区间即为多链路用户UM3的链路位图字段为
Figure BDA00030720833000001023
且该区间中的比特位依次表示多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000001024
和第二条链路
Figure BDA00030720833000001025
上有无缓存。
综上，经过步骤(7)对省电多询帧的修改，得到修改后的省电多询帧结构，如图5所示。
步骤8，对所有的关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000001026
进行分组。
8.1)为使每个关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000001027
中的所有元素都可以被划分，多链路接入点A先设置分组的组数G为元素最多的关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000001028
中的链路个数，即
Figure BDA00030720833000001029
8.2)多链路接入点A再将每个关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000001030
中的第g个元素组成第g个分组，若某个关联缓存链路集
Figure BDA00030720833000001031
中已无第g个元素，则跳过该链路集，用除过该链路集的其他链路集中的第g个元素组成第g个分组，直到g＝G；
8.3)基于能耗考虑，为将一个用户的多个有缓存接收的链路尽量分为一组，多链路接入点A进行组间相同位置的元素互换，获得最终分组结果。在本实例场景中，具体实现如下：
首先，根据所得链路集
Figure BDA0003072083300000111
的链路总数2、链路集
Figure BDA0003072083300000112
的链路总数2和链路集
Figure BDA0003072083300000113
的链路总数2，则AP MLD计算可得分组的组数为：
Figure BDA0003072083300000114
然后，AP MLD经过将每个链路集
Figure BDA0003072083300000115
中的第g个元素组成第g个分组，获得第1组链路集包含多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA0003072083300000116
多链路用户UM2的第二条链路
Figure BDA0003072083300000117
和传统用户US的链路
Figure BDA0003072083300000118
第2组链路集包含多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA0003072083300000119
多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000001110
和多链路用户UM1的第三条链路
Figure BDA00030720833000001111
最后，通过组间相同位置元素互换，得到最终分组，即第1组链路集包含有多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA00030720833000001112
多链路用户UM2的第二条链路
Figure BDA00030720833000001113
和传统用户US的链路
Figure BDA00030720833000001114
第2组链路集包含有多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA00030720833000001115
多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000001116
和多链路用户UM1的第三条链路
Figure BDA00030720833000001117
步骤9，多链路接入点A设置传统用户的链路位图字段
Figure BDA00030720833000001118
和多链路用户的链路位图字段
Figure BDA00030720833000001119
在本实例场景中，分别对步骤(7e)中构建的传统用户US的链路位图字段
Figure BDA00030720833000001120
对步骤(7f)中构建的多链路用户UM1链路位图字段
Figure BDA00030720833000001121
多链路用户UM2链路位图字段
Figure BDA00030720833000001122
和多链路用户UM3链路位图字段
Figure BDA00030720833000001123
进行设置，即：
将传统用户US的链路位图字段
Figure BDA00030720833000001124
置为‘1’；
将多链路用户UM1链路位图字段
Figure BDA00030720833000001125
中的每位依次置为‘1’、‘0’和‘1’；
将多链路用户UM2链路位图字段
Figure BDA00030720833000001126
中的每位依次置为‘1’和‘1’；
将多链路用户UM3链路位图字段
Figure BDA00030720833000001127
中的每位依次置为‘1’和‘0’；
上述多链路用户链路位图字段中置为‘1’的位用于指示用户信息字段的链路信息字段属于该对应位的链路，即多链路用户中第一个用户UM1的两个链路位图依次属于该用户的第一条链路
Figure BDA0003072083300000121
和第三条链路
Figure BDA0003072083300000122
多链路用户中第二个用户UM2的两个链路位图依次属于该用户的第一条链路
Figure BDA0003072083300000123
和第二条链路
Figure BDA0003072083300000124
多链路用户中第三个用户UM3的1个链路位图属于该用户的第一条链路
Figure BDA0003072083300000125
步骤10，多链路接入点A根据分组结果，设置同一分组的用户信息字段中用于指示上下行调度的字段，并根据协议对传统PSMP帧中存在的其余未填充的字段进行赋值。
在本实施例中，用于指示上下行调度的字段包括PSMP-DTT最初偏移、PSMP-DTT时长字段、PSMP-UTT最初偏移字段和PSMP-UTT时长这四个字段，则分别对步骤(8)所得的第1组链路集和第2组链路集的这四个字段进行设置，即：
对于第1组链路集，其包含多链路用户UM2的第一条链路
Figure BDA0003072083300000126
多链路用户UM2的第二条链路
Figure BDA0003072083300000127
和传统用户US的链路
Figure BDA0003072083300000128
先在用户信息字段中找到这三条链路的链路信息字段，然后将这三个链路信息字段中的PSMP-DTT最初偏移字段均设置为时间t1，1，PSMP-DTT时长字段均设置为时长d1，1，PSMP-UTT最初偏移字段均设置为时间t1，2，PSMP-UTT时长字段均设置为时长d1，2。
对于第2组链路集，其包含多链路用户UM1的第一条链路
Figure BDA0003072083300000129
多链路用户UM3的第一条链路
Figure BDA00030720833000001210
和多链路用户UM1的第三条链路
Figure BDA00030720833000001211
先在用户信息字段中找到这三条链路的链路信息字段，然后将这三个链路信息字段中的PSMP-DTT最初偏移字段均设置为时间t2，1，PSMP-DTT时长字段均设置为时长d2，1，PSMP-UTT最初偏移字段均设置为时间t2，2，PSMP-UTT时长字段均设置为时长d2，2。
经过上述步骤(9)和步骤(10)字段值的设置，得到有字段值的修改后省电多询帧结构图，如图6所示。
步骤11，多链路接入点A对有字段值的修改后省电多询帧进行广播，获得节能调度周期。
11.1)由G组用户先对多链路接入点A广播出的结果进行接收；
11.2)由每组用户依照接收结果中设定好的调度信息进行调度，即每组用户在各自预定的下行传输周期内被激活后进行下行数据传输，在周期结束后均进入休眠状态；
11.3)由每组用户再在各自的上行传输周期内重新激活，分别进行上行数据的传输，传输结束后每组用户分别重新进入休眠状态，至此，得到一个完整的节能调度周期。
在本实例场景中，由分组所得第1组链路集与第2组链路集包含的所有用户对APMLD广播出的结果进行接收，依据该帧中的调度信息，第1组首先进行下行传输，其次为第2组；在下行传输结束后，依据该帧中的调度信息，第1组首先进行上行传输，其次为第2组，至此，得到整个节能调度周期，如图7所示。
步骤12，根据节能调度周期实现G组用户节能。
在本实例场景中，根据节能调度周期，规划分组所得的第1组链路集与第2组链路集中包含的所有用户，使其只在调度时间内工作，其余时间均处于休眠模式，且无需进行额外的信道监听，实现所有用户的节能。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未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，都不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改和改变，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 (7)

1.一种基于省电多询的多链路省电方法，其特征在于，包括如下：
(1)根据多链路接入点A、传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000011
和多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000012
构建基本服务集：
Figure FDA0003072083290000013
(2)多链路接入点A通过扫描、认证和关联操作，发现基本服务集
Figure FDA0003072083290000014
中的传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000015
和多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000016
后与其建立链路连接，实现A的链路集
Figure FDA0003072083290000017
中第n条链路
Figure FDA0003072083290000018
分别与
Figure FDA0003072083290000019
中第k个用户Sk的链路
Figure FDA00030720832900000110
和
Figure FDA00030720832900000111
中第p个用户Mp链路集
Figure FDA00030720832900000112
中链路的相互关联，获得
Figure FDA00030720832900000113
的关联链路集
Figure FDA00030720832900000114
其中n∈[1,F]，F为多链路接入点A的链路总数，k∈[1,H]，H为传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000115
中用户的总数，p∈[1,E]，E为多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000116
中用户的总数；
(3)构建传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000117
和多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000118
这两个用户集的缓存标识区域；
(4)多链路接入点A根据自身的缓存区信息，获取传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000119
和多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000120
的子集，分别作为关联缓存的传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000121
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000122
并获取用户Mp的链路集
Figure FDA00030720832900000123
的子集，作为接收缓存链路集
Figure FDA00030720832900000124
(5)多链路接入点A根据关联链路集
Figure FDA00030720832900000125
获得关联缓存链路集：
Figure FDA00030720832900000126
(6)多链路接入点A对省电多询帧结构进行修改：
(6a)根据关联缓存的传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000127
和关联缓存的多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000128
将省电多询帧结构中的站点信息字段扩展为K+P个用户信息字段，其中K为
Figure FDA00030720832900000129
中的用户总数，P为
Figure FDA00030720832900000130
中的用户总数；
(6b)设置
Figure FDA00030720832900000131
中用户Sk的用户信息字段，使其包含的内容与传统省电多询中的站点信息字段相同，设置
Figure FDA00030720832900000132
中用户Mp的用户信息字段，使其包含一个共有信息字段和C个链路信息字段，其中，C为链路集
Figure FDA00030720832900000133
中的链路总数；
(6c)在省电多询帧的省电多询参数设置字段中开辟链路字段，使其包含K+P个链路位图字段，该字段顺序与(6a)中的用户信息字段顺序一致；
(6d)构建关联缓存的传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000021
中用户Sk的链路位图字段
Figure FDA0003072083290000022
构建关联缓存的多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000023
中用户Mp的链路位图字段
Figure FDA0003072083290000024
且
Figure FDA0003072083290000025
包含
Figure FDA0003072083290000026
其中
Figure FDA0003072083290000027
为链路
Figure FDA0003072083290000028
对应的参数设置位，
Figure FDA0003072083290000029
为链路集
Figure FDA00030720832900000210
对应的参数设置位，
Figure FDA00030720832900000211
为链路集
Figure FDA00030720832900000212
对应的参数设置位；
(7)对所有关联缓存链路集
Figure FDA00030720832900000213
进行分组，即多链路接入点A先根据关联缓存链路集
Figure FDA00030720832900000214
获得分组的组数为
Figure FDA00030720832900000215
再将每个关联缓存链路集
Figure FDA00030720832900000216
中的第g个元素组成第g个分组，并进行组间相同位置的元素互换，获得最终分组结果，其中g∈[1,G]；
(8)多链路接入点A将(6d)中构建好的链路位图字段
Figure FDA00030720832900000217
置为‘1’，将
Figure FDA00030720832900000218
中属于
Figure FDA00030720832900000219
的元素置为‘1’，将剩余元素置为‘0’，并根据(7)的分组结果，将同一分组的用户信息字段中用于指示上下行调度的字段设置为同一值，得到设置有字段值的修改后省电多询帧；
(9)多链路接入点A对(8)的结果进行广播，获得一个节能调度周期，按照该节能周期实施省电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中所述多链路接入点A通过扫描、认证和关联操作，发现基本服务集
Figure FDA00030720832900000220
中的传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000221
和多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000222
后与其建立链路连接，实现如下：
(2a)传统站点用户集
Figure FDA00030720832900000223
的用户Sk和多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000224
的用户Mp在不同频点上发送探测请求帧，若多链路接入点A收到该帧，即发现该用户，则发送探测响应帧作为回复，完成扫描过程；
(2b)用户Sk和用户Mp向多链路接入点A发送认证请求帧，若多链路接入点A收到该帧，则发送认证响应帧作为回复，完成身份认证；
(2c)用户Sk和用户Mp向多链路接入点A发送关联请求帧用以协商链路信息，若多链路接入点A收到该帧，则发送关联响应帧作为协商回复，与此同时为用户分配关联标识符，完成链路连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中构建传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000031
和多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000032
这两个用户集的缓存标识区域，是在信标帧的位图控制字段和部分虚拟位图字段中添加多链路用户关联标识符的对应区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中所述多链路接入点A根据自身的缓存区信息，获取传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000033
和多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000034
的子集，实现如下：
(4a)对在多链路接入点A处构建的传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000035
和多链路站点用户集
Figure FDA0003072083290000036
的缓存区进行实时更新，即当两个用户集中的某个用户有缓存到达时，则多链路接入点A将缓存区中该用户关联标识符的对应位置为‘1’，其余用户对应位保持为‘0’；
(4b)周期性遍历整个缓存区，对其中每个位数为‘1’的用户类型都进行判断：
若该位数为‘1’的用户为传统用户，则将这些传统用户作为传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000037
的子集；
若该位数为‘1’的用户为多链路用户，则将这些多链路用户作为多链路用户用户集
Figure FDA0003072083290000038
的子集。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(6d)中构建关联缓存的传统站点用户集
Figure FDA0003072083290000039
中用户Sk的链路位图字段
Figure FDA00030720832900000310
是在链路字段为有缓存的用户Sk开辟一个比特位数为1的区间，用该比特位表示用户Sk的链路上有无缓存，即将有缓存的比特位置为‘1’，将无缓存的比特位置为‘0’。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(6d)中构建关联缓存的多链路站点用户集
Figure FDA00030720832900000311
中用户Mp的链路位图字段
Figure FDA00030720832900000312
是在链路字段为有缓存的用户Mp开辟一个比特位数等于自身链路数目的字段区间，该区间中每个比特位依次表示用户Mp的对应链路上有无缓存：如果有缓存，则将该比特位置为‘1’；反之，将该比特位置为‘0’。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(9)中所述的获得一个节能调度周期，实现如下：
首先，由G组用户先对广播出的结果进行接收；
接着，由每组用户依照接收结果中设定好的调度信息进行调度，即每组用户在各自预定的下行传输周期内被激活后进行下行数据传输，在周期结束后均进入休眠状态；
然后，由每组用户再在各自的上行传输周期内重新激活，分别进行上行数据的传输，传输结束后每组用户分别重新进入休眠状态，至此，得到一个完整的节能调度周期。
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