CN1574783A - 使用接入点的无线网络通信方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用接入点(AP)的无线网络通信方法。所述方法包括根据接入点中存储的多个站的联结标识来创建轮询列表。之后，在PCF模式的间隔中，根据轮询列表将轮询信号发送到所述多个站中的一个。响应从所述接入点发送的轮询信号从所述站发送要被发送的数据。从所述站发送的数据被AP接收，并且被存储在AP的缓冲器中。将数据块的数量与所述缓冲器中设定的阈值进行比较。如果数据块的数量超过所述阈值，则不将轮询信号发送到下一个站，并将所述缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站。

Description

使用接入点的无线网络通信方法
技术领域
本发明通常涉及使用接入点的无线网络通信方法，尤其涉及这样一种使用接入点的无线网络通信方法，即其中，在使用基于IEEE 802.11无线局域网的接入点发送数据时，在接入点的缓冲器中设定一个阈值，并向该接入点授予数据发送的优先级，从而最小化有关数据发送的时间延迟。
背景技术
通常，IEEE 802.11无线局域网(WLAN)采用电波或红外线来代替电缆，并且在构造网络系统时使用大气作为通信信道。
IEEE 802.11 WLAN包括接入点(AP)，该接入点被配置用来将IEEE 802.1帧转换成另一种形式，以便将所述帧从一个网络发送到另一个网络，也就是说，以便执行无线网络和有线网络之间的桥式功能；和诸如笔记本电脑和个人数字助理(PDA)的站，所述的每个站配备有能够与无线网络接口的WLAN装置。
IEEE 802.11 WLAN由基本服务集(BSS)组成，每个基本服务集是指一组互相通信的多个站。
BSS可以分为两种类型：独立BSS，其中一个站直接与其它多个站通信；和基础结构BSS，其中一个站通过AP与其它多个站通信。在这两种类型中，基础结构BSS允许站仅与AP通信，从而在站之间不能进行通信。
图1示出了一种在传统点坐标函数(PCF)模式中发送数据的处理的图。该PCF模式允许多个站在AP的控制下不用竞争就可以发送数据。也就是，根据PCF模式，AP通过向一个站发送轮询信号而给该站一个机会。
例如，当AP向站1发送轮询信号时，已接收到轮询信号的站1向AP发送要被发送到站2的数据2。AP向站1发送ACK，并且之后，向站2发送轮询信号。这时，由于存在要被发送到站2的数据2，因此AP将轮询信号和数据2(即“机载(piggyback)”)一起发送。在这种情况下，“机载”表示AP将数据和轮询信号一起发送到站，这仅在一个无竞争周期是可能的。
之后，站2向AP发送要被发送到站1的ACK和数据1。AP向站2发送ACK，并且之后，向站3发送轮询信号。
之后，站3向AP发送要被发送到站2的数据2。AP向站3发送ACK，并且之后向站4发送轮询信号。由于站4没有要被发送到站4的数据，因此站4向AP发送一个空信号。
在这些情况下，终止一个PCF周期，同时将数据1和数据2存储在AP的缓冲器中。
图2示意性示出了一种在传统分布式坐标函数(DCF)模式中发送数据的处理的图。DCF允许仅一个赢得AP与多个站之间的竞争的AP或站来发送数据。
AP和所有站通过竞争来发送数据。通过竞争，再次将通过竞争发送到AP的数据1从AP发送到站1。在这种情况下，当赢得竞争的站发送数据时，该站产生一个网络分配矢量(NAV)，并且在发送当前帧之后，将所有站对媒体的访问延迟一段确定的时间量，例如几微秒。
在使用信道的情况下，在分布式帧间空间(DIFS)维持闲置状态，并且执行“补偿”。该补偿是尝试在WLAN中数据发送信号经历了冲突的情况下重发数据之前所需要的延迟时间。
所有站在等待一个DIFS之后进行竞争，并且站2赢得竞争并发送数据3。通过竞争，AP和所有站发送数据。
然而，如图1所示，由于AP以随机顺序向站发送轮询信号，因此根据从AP发送的轮询信号来确定站的数据发送和接收，从而在AP的缓冲器中累积数据。而且，如图2所示，由于在DCF模式的间隔中，AP通过与多个站的竞争来发送缓冲器中存储的数据，因此出现了在PCF模式的间隔中发送到AP的数据发送被延迟了的问题。
因此，在更糟的情况下，AP的缓冲器中存储的所有数据被舍弃掉。由于在DCF模式中所有数据是通过竞争而被发送到AP，并之后再通过竞争被发送到站，因此数据在AP的缓冲器中进行累积。从而，在连接到AP的站的数量增加或数据被发送的站的数量增加的情况下，上述问题会变得更严重。
发明内容
因此，本发明是根据现有技术中出现的上述问题而做出的，本发明的目的是提供一种使用AP的无线网络通信方法，其中，在PCF模式中，在AP的缓冲器中设定一个阈值，从而所述缓冲器中存储的数据可以没有延迟地发送到相关的多个站。
本发明的另一个目的是提供一种使用AP的无线网络通信方法，其中，在DCF模式的间隔中，将数据发送的优先级授予给AP，从而最小化数据发送的延迟。
为了实现上述和其它目的，本发明的一个实施例提供一种使用AP的无线网络通信方法，所述方法包括：基于所述接入点中存储的多个站的联结(association)标识来创建轮询列表；在点坐标函数模式(PCF)的间隔中根据所述轮询列表将轮询信号发送到所述多个站中的一个；响应于从所述接入点发送的轮询信号从所述站发送将要发送的数据；接收从所述站发送到所述接入点的数据；将从所述站接收的数据存储在所述接入点的缓冲器中；将所述缓冲器中存储的数据块的数量与所述缓冲器中设定的阈值进行比较；和作为比较结果，如果数据块的数量超过所述阈值，则不将轮询信号发送到下一个站，并将所述缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站。
另外，本发明提供一种在基础模式中使用接入点的无线网络通信方法，所述基础模式具有PCF模式的间隔和DCF模式的间隔，所述方法包括：当所述DCF模式的间隔开始时，确定数据是否存在于所述接入点的缓冲器中；作为确定结果，如果数据存在于所述缓冲器中，则将所述缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站；和通过竞争从所述多个站中的一个发送数据。
另外，本发明提供一种使用AP的无线网络通信方法，包括：使AP和多个站进行竞争，以便在DCF模式的间隔中发送数据；将数据从赢得竞争的多个站中的一个发送到AP；将发送到AP的数据存储在AP的缓冲器中；将缓冲器中存储的数据从AP发送到相关的站；和通过竞争从AP和所述多个站发送数据。
附图说明
结合附图，从下面详细的描述来看，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会变得更容易理解，其中：
图1示意性示出了一种在传统PCF模式中发送数据的处理的图；
图2示意性示出了一种在传统DCF模式中发送数据的处理的图；
图3示意性示出了一种在根据本发明的WLAN的PCF模式中发送数据的处理流程图；
图4示意性示出了一种在根据本发明的无线DCF的DCF模式中发送数据的处理流程图；
图5示意性示出了一种在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理流程图；
图6示意性示出了一种在根据本发明的WLAN的PCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图；
图7示意性示出了一种在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图；
图8示意性示出了一种在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图；
图9示出了本发明的DCF模式中的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的差的图；和
图10示出了本发明的PCF模式中的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的差的图，其中在所述本发明的PCF模式中设定了一个阈值。
具体实施方式
现在将对附图进行参考，其中在整个不同的附图中使用相同的参考标记来指定相同或类似的元件。
图3示意性示出了在根据本发明的WLAN的PCF模式中发送数据的处理流程图。在基础结构网络中，一个AP基于多个站的联结标识(ID)来产生轮询列表，广播信标，并在步骤S100根据所述轮询列表将轮询信号发送到所述多个站中的一个。在这种情况下，信标是一个用来通知网络的存在并维持该网络的帧。信标包括用于发送数据的间隔信息。在信标期间，通知无竞争周期(CFP)的开始。
之后，在步骤S102，已经从AP接收轮询信号的站向AP发送将被发送的数据。在这种情况下，AP根据轮询列表中设定的顺序将轮询信号发送到站，并且仅一个接收到轮询信号的站可以发送数据。
之后，AP将从多个站发送的数据存储在一个缓冲器中，并在发送轮询信号时一起发送要被发送的数据与轮询信号。AP可以向特定的站一起发送单个数据块和轮询信号。
同时，AP在缓冲器中设定一个确定的阈值，并且在步骤S104确定数据块的数量是否已经超过所述阈值。通过设定阈值，如果数据块的数量超过所述阈值，则将缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站。
如果数据块的数量超过缓冲器中设定的阈值，则在步骤S106，AP不将轮询信号发送到下一个站，并且在步骤S108，在等待一个PCF帧间空间(PIFS)之后将缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站。在这种情况下，在一个PIFS之后，具有要被发送的数据的站对于一个CFP可以开始发送。
之后，在一个短帧间空间(SIFS)之后，已接收数据的站向AP发送ACK。在这种情况下，在一个SIFS之后，具有最高优先级的帧诸如ACK可以开始通信。
之后，在步骤S110确定CFP是否已经终止。在步骤S110和S112，如果CFP已经终止，AP通知所有的站CFP已经终止。如果在缓冲器中存储的数据被发送到相关的多个站之后CFP没有终止，则在步骤S114，AP将一个轮询信号发送到下一个站。
图4示意性示出了在根据本发明的无线DCF的DCF模式中发送数据的处理流程图。当竞争周期(CP)开始时，在步骤S200确定数据是否存在于AP的缓冲器中。
作为确定结果，如果数据存在于AP的缓冲器中，则紧接在一个PIFS之后将数据发送到相关的多个站。在这种情况下，AP可以发送数据，因为PIFS的间隔比DIFS的间隔短。
在那种情况下，由于AP正在发送数据，多个站对于DIFS维持闲置状态，并执行补偿。在步骤S206，在DIFS之后，所有站通过竞争将数据发送到AP。在DCF模式中，所有站中的仅赢得竞争的一个站可以发送数据。
作为确定结果，如果数据不存在于AP的缓冲器中，则在步骤S206站通过竞争来发送数据。
图5示意性示出了在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理流程图。在步骤S300和S302，AP和多个站进行竞争来发送数据，并且赢得竞争的站将数据发送到AP。
之后，AP将发送的数据存储在缓冲器中，并在步骤S304，在一个PIFS之后将缓冲器中存储的数据发送到相关的站。在AP已经发送数据后，在步骤S306，AP和所有站在等待一个DIFS之后通过竞争来发送数据。在这种情况下，由于PIFS的间隔比DIFS的间隔短，因此AP可以首先发送数据。
图6示意性示出了在根据本发明的WLAN的PCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图。当AP根据轮询列表中设定的顺序向站1广播信标和轮询信号时，已经从AP接收到轮询信号的站1向AP发送数据2，所述数据2将被发送到站2。
AP向站1发送ACK，并将从站1发送的数据2存储在缓冲器中。之后，AP根据轮询列表中设定的顺序将轮询信号发送到站2。这时，由于存在将被发送到站2的数据，因此AP发送轮询信号和数据2。
当AP将轮询信号和数据2发送到站2时，站2将要被发送到站1的数据1与ACK一起发送到AP，所述ACK表示接收到数据2。
AP将ACK发送到站2，并且将要被发送到站1的数据1存储在缓冲器中。
之后，AP将轮询信号发送到站3，并且站3将要被站2发送的数据2发送到AP。AP将ACK发送到站3，并且将要被发送到站2的数据2存储在缓冲器中。
由于当重复执行上述处理时数据被积累在AP的缓冲器中，因此AP设定一个确定的阈值，并确定数据块的数量是否超过所设定的阈值。例如，在缓冲器中设定的阈值是2的情况下，AP查明数据块的数量，并确定数据块的数量是否已经超过2。作为确定结果，由于数据1和数据2存储在缓冲器中，则AP不将轮询信号发送到下一个站，也就是站3，并且将存储在缓冲器中的数据1和数据2分别发送到站1和站2。在这种情况下，AP在等待一个PIFS之后将数据1发送到站1。
在CFP终止之后，AP通知所有站CFP终止，并且随后DCF模式的间隔开始。
图7示意性示出了在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图，该图图解了一种在数据块的数量不超过设定的阈值的情况下以DCF模式的间隔发送缓冲器中存储的数据的处理。
当DCF模式的间隔开始时，AP确定数据是否存在于缓冲器中。作为确定结果，由于数据1和数据2存在于缓冲器中，AP将这些数据分别发送到相关的多个站。在一个PIFS之后AP将数据1发送到站1，并且在一个SIFS之后站1将ACK发送到AP，所述ACK表示接收到数据。
在一个PIFS之后AP将数据2发送到站2。在一个SIFS之后站2将表示接收到数据的ACK发送到AP。在这种情况下，由于PIFS的间隔比DIFS的间隔短，因此AP可以首先发送数据。
这时，由于AP正在发送数据，因此所有站保持闲置状态一个DIFS，并且执行补偿。在等待该DIFS和补偿时间之后，所有站通过竞争将数据发送到AP。结果，站2赢得竞争，并且将数据3发送到AP。
之后，AP将表示接收到数据的ACK发送到站3。当在一个PIFS之后AP将数据4发送到站4时，站4将表示接收到数据的ACK发送到AP。
图8示意性示出了在根据本发明的WLAN的DCF模式中通过竞争来发送数据的处理的图。当DCF模式的间隔开始时，AP和所有站通过竞争来发送数据。
当赢得竞争的站1向AP发送将被发送到站2的数据2时，AP将所发送的数据2存储在缓冲器中，并且将表示接收到数据的ACK发送到站1。
在过去PIFS之后，AP将缓冲器中存储的数据2发送到站2。站2将表示接收到数据的ACK发送到AP。
在等待一个DIFS和补偿时间之后，AP和所有站通过竞争将数据发送到AP。结果，站2赢得竞争并向AP发送将被发送到站3的数据3。
之后，AP将表示接收到数据的ACK发送到站2。在一个PIFS之后AP将数据3发送到站3，并且站3向AP发送表示接收到数据的ACK。
在等待一个DIFS和补偿时间之后，AP和所有站通过竞争将数据发送到AP。结果，站3赢得竞争并向AP发送将被发送到站4的数据4。
之后，AP将表示接收到数据的ACK发送到站3。在一个PIFS之后AP将数据4发送到站4，并且站4向AP发送表示接收到数据的ACK。
图9示出了本发明的DCF模式中的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的差的图。在传统DCF模式中，当冲突的数量增加时，对应于数据传输的延迟也增加。相反，在本发明的DCF模式中，基于设定的阈值来发送数据，而与冲突的数量无关。因此，当冲突的数量较小时，本发明的DCF模式的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的差较小。相反，当冲突的数量增加时，本发明的DCF模式的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的差增大。
图10是图解本发明的DCF模式的吞吐量与传统DCF模式的吞吐量之间的一个重要差的图，其中所述本发明的DCF模式中设定了一个阈值。在这种情况下，假设在发送1500字节数据时阈值被设定为2。
在图10中，在PCF模式，当机载概率时10％到80％时，在3到14Mbps的数据传输量之间的差增大。在其中设定了阈值的本发明的PCF模式中，吞吐量是恒定的，因为数据是根据设定的阈值来发送的，而与机载概率无关。相比之下，在传统PCF模式中，吞吐量受到机载概率的影响，从而吞吐量与机载概率成比例地减少，导致吞吐量中的巨大差异。
如上所述，本发明提供使用AP的无线网络通信方法，其中，在PCF模式，在发送数据时，在AP的缓冲器中设定阈值，并且，如果数据块的数量已经超过阈值，则中断发送轮询信号，并且将缓冲器中存储的数据发送到相关的多个站，从而减少数据发送的延迟。
另外，在DCF模式的间隔中，向接入点授予数据发送的优先级，因此可以发送缓冲器中存储的数据，从而最小化对应于数据发送的延迟。
而且，在AP的缓冲器中设定阈值，从而减小了缓冲器的大小，因此，减小了缓冲器中存储的数据块的大小，从而减少数据发送的延迟。
尽管公开本发明的优选实施例用以示意性目的，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求公开的本发明的原理和精神的情况下各种各样的修改、添加和替换都是可能的。

Claims (9)

1.一种使用接入点的无线网络通信方法，包括：
基于所述接入点中存储的站的联结标识来创建轮询列表；
在点坐标函数模式的间隔中，根据所述轮询列表将轮询信号发送到所述站之一；
响应于从所述接入点发送的轮询信号从所述一个站发送数据；
接收从所述一个站发送到所述接入点的数据；
将从所述一个站接收的数据存储在所述接入点的缓冲器中；
将所述缓冲器中存储的数据块的数量与所述缓冲器中设定的阈值进行比较；和
作为比较结果，如果数据块的数量超过所述阈值，则不将轮询信号发送到下一个站，并将所述缓冲器中存储的数据发送到相关的站。
2.如权利要求1所述的无线网络通信方法，其中响应于从所述接入点发送的轮询信号从所述站发送数据的步骤还包括：如果发送的数据不存在，则将空值发送到所述接入点。
3.如权利要求1所述的无线网络通信方法，还包括：
作为比较结果，如果数据块的数量超过所述阈值，则不将轮询信号发送到下一个站，并在等待一个PCF帧间空间(PIFS)之后发送数据；和
在等待一个短帧间空间之后，将ACK从已从所述接入点接收到数据的站发送到所述接入点。
4.如权利要求1所述的无线网络通信方法，还包括：如果在所述缓冲器中存储的数据被发送到相关的站之后PCF模式的间隔还没有终止，则将轮询信号从所述接入点发送到下一个站。
5.一种在基础模式中使用接入点的无线网络通信方法，所述基础模式具有PCF模式的间隔和DCF模式的间隔，所述方法包括：
当所述DCF模式的间隔开始时，确定数据是否存在于所述接入点的缓冲器中；
作为确定结果，如果数据存在于所述缓冲器中，则将所述缓冲器中存储的数据发送到相关的站；和
通过竞争从所述站之一发送数据。
6.如权利要求5所述的无线网络通信方法，还包括：
在等待一个PIFS之后，将所述缓冲器中存储的数据发送到所述相关的站；和
在等待一个短帧间空间之后，将ACK信号从所述已接收到数据的相关的站发送到所述接入点。
7.如权利要求5所述的无线网络通信方法，其中将所述缓冲器中存储的数据发送到所述相关的站是在所述DCF模式的间隔中的一个PIFS之后执行的。
8.一种使用接入点的无线网络通信方法，包括：
使AP和站进行竞争，以便在DCF模式的间隔中发送数据；
将数据从赢得竞争的所述站之一发送到AP；
将发送到AP的数据存储在AP的缓冲器中；
将缓冲器中存储的数据从AP发送到相关的站；和
通过竞争从AP和所述站发送数据。
9.如权利要求8所述的无线网络通信方法，其中将所述缓冲器中存储的数据从AP发送到所述相关的站是在一个PIFS之后执行的，并且通过竞争从所述AP和所述站发送数据是在一个DIFS之后执行的。
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