基于ap控制的竞争与分配相结合的mac接入方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法，在一个BSS中利用AP对站点的数据发送顺序进行控制，将一个工作周期分为竞争时段T1和分配时段T2这两个时段，在竞争时段T1过程中站点向AP发送请求，在分配时段T2过程中AP对各个站点发送数据的时机进行分配。本发明引入AP对移动站点发送数据进行控制，能保证各次通信互不干扰，解决WLAN隐藏站和暴露站问题。同时，每个移动端的发送申请只有到达的先后，没有优先级之分，保证了每个移动端的公平性。
【专利说明】基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法，属于无线通信 领域。
【背景技术】
[0002] 对于人流密集的商区、展览馆、机场，在无线接入点AP数有限而使用的人群又很 多的情况下，目前的IEEE802. 11的接入机制的碰撞几率非常高，极大地制约的WLAN的使 用效率。
[0003] CSMA/CA协议针对无线接入提出了许多有效的方法，但仍然存在着一些问题。存在 的问题主要分为两方面：
[0004] 首先，CSMA/CA协议采用退避算法是BEB算法。BEB算法实现简单，但其对退避时 间的调整过于激烈：检测到有冲突发生时，这个退避时间量就会呈二进制指数增长；而当 一次成功传输后，这个退避时间量就会恢复到它的最小值。这会导致退避时间量有一个相 当大的浮动。例如，站点一次成功发送后，退避值变为最小，其它站点的退避值较大，退避值 较小的站点在下一个竞争期较容易成功发送，成功发出后，退避值又变为最小，而其它节点 的退避值再次增大，造成了严重的不公平。应考虑改进的算法以避免这样的激烈浮动，从而 保证网络具有更好的公平性。
[0005] 其次，DCF模式也存在着固有缺陷。DCF模式在网络负载较轻时比较有效，但随着 负载冲突的增加，退避执行过程浪费了大量时间，吞吐量会逐渐降低，不能保证有效的端到 端时延。同时，在DCF模式下，一个BSS内的所有站点都以同样的优先级竞争信道，因此，也 就没有了区分机制来保证高优先级的站点的服务。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于AP控制的竞争与分配相结合 的MAC接入方法，能够解决隐藏站和暴露站问题，吞吐量大，时延小。
[0007] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种基于AP控制的竞争 与分配相结合的MAC接入方法，在一个BSS中利用AP对站点的数据发送顺序进行控制，将 一个工作周期分为竞争时段T1和分配时段T2这两个时段，T1为预设值；
[0008](1)竞争时段T1进行以下步骤：
[0009] (l-l)Tl时段开始时刻AP即发送广播消息NEWS1，告知BSS内的所有站点请求发 送数据，同时清空存储于AP的发送站点顺序表，同时用于确定T1时长的T1计时器置位；发 送站点顺序表的内容如表1所示：
[0010]
【权利要求】
1. 一种基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法，其特征在于：在一个BSS中 利用AP对站点的数据发送顺序进行控制，将一个工作周期分为竞争时段Tl和分配时段T2 这两个时段，Tl为预设值； (1) 竞争时段Tl进行以下步骤： (I-I)Tl时段开始时刻AP即发送广播消息NEWS1，告知BSS内的所有站点请求发送数 据，同时清空存储于AP的发送站点顺序表，同时用于确定Tl时长的Tl计时器置位；发送站 点顺序表的内容如表1所示：
表1发送站点顺序表 (1-2)所有待发送数据帧的站点接收到NEWSl后检测信道是否空闲，当信道空闲时，等 待请求帧间间隔SIFS后，向AP发送请求帧RTS;所述请求帧RTS中包括源站点信息、目的 站信息以及待发送数据字节数； (1-3)AP根据收到的信息更新维护发送站点顺序表：AP每收到一个请求帧RTS，就记录 下发送该请求帧RTS的站点的ID、目的站ID和待发送数据字节数加入发送站点顺序表，并 将待发送数据字节数除以信道带宽得到所需传输时间加入发送站点顺序表；同时向该站点 回复确认消息ACK，表示AP认为该站点申请成功； (1-4)如果发送请求帧RTS的站点在发送请求帧RTS后设置时间内收到ACK帧，则此站 点申请成功，否则申请失败；申请失败的站点利用二进制指数退避算法推迟一定时间，等到 信道空闲后再次向AP发送RTS; 如果待发送数据的站点在竞争时段Tl结束前未收到确认消息ACK，则该站点申请失 败，申请失败的站点等待下一个Tl再重新发送请求帧RTS; (2) 分配时段T2进行以下步骤： (2-1)进入分配时段T2,AP间隔SIFS后，发送广播消息NEWS2,该广播消息NEWS2包括 待发送数据的站点ID、站点发送数据字节以及站点发送数据的持续时间，并设置发送时间 计时器为Td(n)+5*SIFS;其中，η为待发送数据的站点在发送站点顺序表中的序号，Td(η)表 示所需传送时间，根据数据长度字节数/信道带宽或数据长度字节数/发送速率求出，信道 带宽和发送速率均为设置值；SIFS为预设的短帧间间隔； (2-2)BSS内的各站点接收广播消息NEWS2,判断本站点ID是否在NEWS2中出现，若出 现，则该站点间隔SIFS后向目的站发送数据；若目的站正确收到了该站点发送的数据，则 向AP发送确认消息ACK，表明发送完成； (2-3)若发送时间计时器不为零，AP收到确认消息ACK，间隔SIFS后广播消息NEWS2， 该广播消息包括下一个发送站点的源站ID、待发送数据字节数以及所需传输时间；若发送 时间计时器为零，AP没有收到ACK，间隔SIFS后广播消息NEWS2,该广播消息包括下一个发 送站点的源站ID、待发送数据字节数以及所需传输时间；重复步骤（2-1)到（2-3)，直到所 有站点数据发送完毕，重新进入Tl时段。
2. 根据权利要求1所述的基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法，其特征在 于：步骤（1-2)中，若两个或两个以上站点同时向AP发送RTS时，站点监听信道发现信道从 空闲转为忙态，认为发生碰撞，则各站点执行退避算法以避免第二次冲突。
3. 根据权利要求1所述的基于AP控制的竞争与分配相结合的MAC接入方法，其特征在 于：T2时段，AP按照发送站点顺序表控制各站点发送数据，各站点发送数据的间隔统一为 SIFS0
【文档编号】H04W74/02GK104320859SQ201410695513
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】黄鹰, 郝宝亮 申请人:中国地质大学（武汉）