CN114051267B - 一种基于网桥间距优化时分复用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于网桥间距优化时分复用的方法。本发明基于无线基站/网桥设备的多STA运用场景，能够基于STA与AP距离及其优先等级给STA合理分配占用信道带宽的时间，规避STA间资源抢占冲突。不同距离STA，能够占有平均的吞吐量，平衡了负载，解决了远距离客户端实际发包时隙较少的问题；STA距离变动，AP能够自动调节该STA占用的时隙，不需要手动调节；能够根据不同STA下的负载，调整该STA的时隙，避免信道和带宽的浪费，提高整体性能；带多客户端时，吞吐量提高50%以上。

Description

一种基于网桥间距优化时分复用的方法
技术领域
本发明涉及电子通讯领域，尤其涉及基于无线基站及网桥设备的多STA运用。
背景技术
协议CSMA/CD规定发送数据前先侦听信道是否空闲，若空闲，则立即发送数据。若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据。
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/collision detection，带有冲突检测的载波侦听多路存取)
‘/’：表示‘和’，下文同。
无线网络不同于有线网络的一个特点在于存在着隐藏节点和暴露节点的问题。隐藏节点会导致STA误认为AP处于空闲状态而发包，进而导致发送冲突；暴露节点会导致STA误认为AP处于忙碌转台而不发包；
RTS/CTS技术，该技术重点就盲点问题展开了说明，并提出一套解决盲点问题的标准协议，即所有STA发报之前会先向AP发送一个RTS请求报文，AP统一回应CTS应答，这样保证同一时刻只有一台STA发送数据。
TDMA技术，根据STA发包数量，调节其活跃度，再根据活跃度去控制对应STA收发包。
RTS/CTS技术在室外场景，所有STA发送RTS报文的本身就存在冲突，因此只能是缓解冲突的频率，并没有彻底解决冲突问题，实测性能只有单台的30％；
TDMA技术，根据STA发包数量决定客户端活跃等级，会导致前期发包STA协商速率减低，进而导致吞吐量减低，再进一步导致活跃等级减低。从而导致活跃等级低的STA，吞吐量一直无法提升；
距离远的设备会因为空间传输时间损耗而影响数据传输量。如果没有根据STA实际距离去调节STA占用时隙，会导致远距离客户端吞吐量相对较低；
无法实现根据距离变化和用户需求去调节STA占用的时隙。
发明内容
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种基于网桥间距优化时分复用的方法，
步骤1：STA测量出与AP之间的距离D；STA：客户端，AP：无线接入点；
步骤2：STA向AP上报当步骤1测出的距离和设置的用户优先等级；
步骤3：AP获取所有STA的距离和对应的优先等级；
步骤4：AP便利找到最远的距离；
步骤5：AP判断STA距离是否小于L0，小于L0时，直接进入步骤6；大于等于L0时，设置当前STA为最远距离，然后进入步骤6；
步骤6：根据STA距离计算占用的时隙T，时隙＝1500+(D/500-1)*375us，D:距离；
步骤7：AP判断优先等级，优先等级为高，则设置STA的时隙为2T，优先等级为低，则设置STA的时隙为T/2，优先等级为默认值，则设置STA的时隙为T；
步骤8：AP判断是否遍历完所有客户端，是，进入步骤9，否，重复步骤5只步骤7；
步骤9：AP控制各个STA按照其对应时隙发包；
步骤10：AP判断时隙是否大于T0，是，AP根据时隙设置给该STA发送管理帧，否，设置该STA时隙为T0；
步骤11：STA接收到发给自己的管理帧，就会发包；不是发给自己的，就停止发包；
步骤12：AP判断是否遍历完所有客户端，是，结束，否，重复步骤9至步骤11。
作为本发明的进一步改进，所述步骤5中，L0为20km。
作为本发明的进一步改进，所述步骤10中，T0为10ms。
作为本发明的进一步改进，步骤1中，
STA通过收发包时间间隔，计算出与AP之间的距离；
距离＝(t2-t1)/2*电磁波速度
t1:当STA关联上AP后，STA启动定时器，定时每秒发送特殊数据报文P2P DATA给AP，并记录当前时间戳t1；
t2：接收到AP的应答报文，记录当前的时间戳t2；
电磁波速度：3*10^8m/s。
作为本发明的进一步改进，所述步骤7中，AP首先判断优先等级是否为高，再判断优先等级是否为低，最后判断等级是否为默认值。
本发明的有益效果是：
本发明基于无线基站/网桥设备的多STA运用场景，能够基于STA与AP距离及其优先等级给STA合理分配占用信道带宽的时间，规避STA间资源抢占冲突。
不同距离STA，能够占有平均的吞吐量，平衡了负载，解决了远距离客户端实际发包时隙较少的问题；
STA距离变动，AP能够自动调节该STA占用的时隙，不需要手动调节；
能够根据不同STA下的负载，调整该STA的时隙，避免信道和带宽的浪费，提高整体性能；
带多客户端时，吞吐量提高50％以上。
附图说明
图1是本发明一种基于网桥间距优化时分复用的方法流程示意图；
图2是本发明一种基于网桥间距优化时分复用的方法的时隙计算方法简图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
一种基于网桥间距优化时分复用的方法，涉及多STA如何通过距离去抢占空口资源，避免冲突的产生。实现方法如下：
步骤1：STA测量出与AP之间的距离D；
STA通过收发包时间间隔，计算出与AP之间的距离；
距离＝(t2-t1)/2*电磁波速度
t1:当STA关联上AP后，STA启动定时器，定时每秒发送特殊数据报文P2P DATA给AP，并记录当前时间戳t1；
t2：接收到AP的应答报文，记录当前的时间戳t2；
电磁波速度：3*10^8m/s；
步骤2：STA向AP上报当步骤1测出的距离和设置的用户优先等级；
步骤3：AP获取所有STA的距离和对应的优先等级；
步骤4：AP便利找到最远的距离；
步骤5：AP判断STA距离是否小于20km，小于20km时，直接进入步骤6；大于等于20km时，设置当前STA为最远距离，然后进入步骤6；
步骤6：根据STA距离计算占用的时隙T，时隙＝1500+(D/500-1)*375us，D:距离；
步骤7：AP判断优先等级，优先等级为高，则设置STA的时隙为2T，优先等级为低，则设置STA的时隙为T/2，优先等级为默认值，则设置STA的时隙为T；
步骤8：AP判断是否遍历完所有客户端，是，进入步骤9，否，重复步骤5只步骤7；
步骤9：AP控制各个STA按照其对应时隙发包；
步骤10：AP判断时隙是否大于T0，是，AP根据时隙设置给该STA发送管理帧，否，设置该STA时隙为T0；其中T0为10ms；
步骤11：STA接收到发给自己的管理帧，就会发包；不是发给自己的，就停止发包；
步骤12：AP判断是否遍历完所有客户端，是，结束，否，重复步骤9至步骤11。
说明：用户可以手动选择客户端的优先等级：
优先级为默认，时隙不变，客户端时隙T(由步骤4计算得到)发包；
优先级为高，时隙加倍，客户端发包时间变长为T*2；
优先级为低，时隙减半，客户端发包时间变短为T/2。
当STA距离异常(大于20km)时，会用最远STA的距离替代该客户端原本距离；
AP创建高精度定时器，用来循环给不同的STA发送管理帧，使STA轮询发包；
根据STA的时隙调整发包时间(如果时间异常就设置为10ms)。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于网桥间距优化时分复用的方法，其特征在于：
步骤 1：STA 测量出与 AP 之间的距离 D；STA：客户端，AP：无线接入点；
STA 通过收发包时间间隔，计算出与 AP 之间的距离；
距离 = (t2-t1)/2 * 电磁波速度
t1:当 STA 关联上 AP 后，STA 启动定时器，定时每秒发送特殊数据报文 P2P DATA给 AP，并记录当前时间戳 t1；
t2：接收到 AP 的应答报文，记录当前的时间戳 t2；
电磁波速度：3*10^8m/s；
步骤 2：STA 向 AP 上报当步骤 1 测出的距离和设置的用户优先等级；
步骤 3：AP 获取所有 STA 的距离和对应的优先等级；
步骤 4：AP 便利找到最远的距离；
步骤 5：AP 判断 STA 距离是否小于 L0，小于 L0 时，直接进入步骤 6；大于等于 L0时，设置当前 STA 为最远距离，然后进入步骤 6；
步骤 6：根据 STA 距离计算占用的时隙 T，时隙=1500+(D/500-1)*375us，D:距离；
步骤 7：AP 判断优先等级，优先等级为高，则设置 STA 的时隙为 2T，优先等级为低，则设置 STA 的时隙为 T/2，优先等级为默认值，则设置 STA的时隙为 T；
步骤 8：AP 判断是否遍历完所有客户端，是，进入步骤 9，否，重复步骤 5 至步骤 7；
步骤 9：AP 控制各个 STA 按照其对应时隙发包；
步骤 10：AP 判断时隙是否大于 T0，是，AP 根据时隙设置给该 STA发送管理帧，否，设置该 STA 时隙为 T0；
步骤 11：STA 接收到发给自己的管理帧，就会发包；不是发给自己的，就停止发包；
步骤 12：AP 判断是否遍历完所有客户端，是，结束，否，重复步骤9 至步骤 11。
2.根据权利要求 1 所述的一种基于网桥间距优化时分复用的方法，其特征在于：所述步骤 5 中， L0 为 20km。
3.根据权利要求 1 所述的一种基于网桥间距优化时分复用的方法，其特征在于：所述步骤 10 中，T0 为 10ms。
4.根据权利要求 1 所述的一种基于网桥间距优化时分复用的方法，其特征在于：所述步骤 7 中，AP 首先判断优先等级是否为高，再判断优先等级是否为低，最后判断等级是否为默认值。
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