基于物联网协议的信道接入的改进方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，特别是涉及工作站较多时无线局域网(Wireless
Local Area Network, WLAN)的信道接入机制--RAW (Restricted Access Window，限制接入窗口)，具体讲，涉及基于物联网协议的信道接入的改进方法。
【背景技术】
[0002]随着网络技术的发展，人们对可携带、可移动的计算机或工作站的需求不断提高，移动技术日益受到人们的青睐。由于无线局域网能快速、方便、灵活地进行设备互联从而实现信息传输和资源共享，为我们实现个人通信提供了理想的网络平台解决方案，所以被认为是新世纪无线通信领域最有发展前景的技术之一。
[0003]无线局域网具有低成本、高吞吐、产业成熟、应用普及等优势，使其成为支撑互联网和物联网发展的重要承载技术。然而，物联网的快速发展也给无线局域网提出新的挑战，智能电网、智能医疗等物联网应用要求无线通信技术能够提供更多的用户、更低的能量消耗、更大的覆盖范围等。
[0004]研究无线局域网络节能的主要目标是:在目的节点能正确接收分组的前提下，尽量降低节点的能耗，延长节点和网络的寿命；调整节点的发射功率，减少对邻居节点的干扰，提尚网络的吞吐量。
[0005]由于目前大多数无线终端都是电池供电的(如手机、笔记本电脑、平板电脑等)，怎样有效降低终端功耗，延长使用时间始终是无线局域网技术研究的重要问题。
[0006]无线局域网从功率管理角度来看，主要着眼于以下几个方面:
[0007]a)降低冲突，提高吞吐量
[0008]降低节点的冲突将减少重传次数，在相同的物理层速率下，也能有效节约能量。
[0009]b)降低相互干扰
[0010]无线信道是广播方式传输数据和信令，通过功率控制可以减少附近接入点和用户的意外侦听。意外侦听会造成暴露站点问题，同时接收和解码数据包都要消耗相当的能量，因此减少意外侦听也能降低能耗。
[0011]c)降低无线节点的能量消耗
[0012]大多数无线节点能量靠电池提供，节省能量成为功率管理首要优化的目标。
【发明内容】
[0013]为克服现有技术的不足，减少终端苏醒时间、降低冲突提高吞吐量，降低能量消耗，提高系统性能。为此，本发明采取的技术方案是，基于物联网协议的信道接入的改进方法，包括以下步骤:
[0014]A、确定与接入点关联的工作站的数量；
[0015]B、当工作站数量大于某值时，限制同时接入信道的工作站数量；
[0016]C、将所有工作站分组，同时将信道分割成时隙，每个时隙对应一组的工作站；
[0017]D、在某个时隙期间只有对应组的工作站才能够进行接入和传输；
[0018]E、根据当前网络中的工作站数量和交通拥塞情况动态调整限制接入窗口 RAW窗口大小。
[0019]所述步骤A包括:
[0020]A1、工作站通过扫描、鉴权、关联步骤在接入点中注册自己的相关信息；
[0021]A2、接入点为工作站分配关联标识符(Associated Identifier, AID)作为工作站的身份标识；
[0022]所述步骤B包括:
[0023]B1、网络中工作站数量较小，造成碰撞的可能性不大时，采用普通增强型分布式信道接入 EDCA (Enhanced Distributed Channel Access)接入；
[0024]B2、工作站数量大于某值时，该值事先给定，在步骤E中进行动态调整，执行RAW。
[0025]所述步骤C包括:
[0026]C1、接入点定时广播信标帧(Beacon frame)，Beacon帧中的参数集RPS (RAWParameter Set，RAW)信息单元包含RAW的相关信息；
[0027]C2、工作站在预定时间醒来监听Beacon帧，获取RAW的相关信息，相关信息包括RAW开始时间、窗口大小、时隙数量；
[0028]C3、工作站根据Beacon帧携带的信息计算自己的分组情况以及对影时隙，只能在对应时隙进行接入；
[0029]C4、工作站进入休眠，等待接入时间到来进行传输。
[0030]本发明的技术特点及效果:
[0031]与现有的技术相比，本发明在网络中工作站数量较多时，对工作站进行分组，同时，将信道分割成众多时隙或“窗口 ”，每个窗口对应一组工作站。在某个“窗口 ”期间只有对应组的终端才能够进行接入或传输。本发明可以在网络用户拥有大量用户时打散用户，极大地降低了传输过程中产生碰撞的可能性，提高了传输成功率和吞吐量。同时，本发明设定在对应时隙只有对应分组的终端才能接入网络，此时其他分组设备处于休眠状态，大大缩短了终端设备的苏醒时间，降低了终端功耗，延长了待机时间，对采用电池供电的大多数无线设备具有十分重要的意义。
【附图说明】
:
[0032]图1为限制接入窗口 RAW的示意图。
[0033]图2为RAW时隙分配方案图。
[0034]图3为Beacon帧中包含的RPS信息单元的图形指示。
[0035]图4为RAW执行步骤流程图。
[0036]图5为工作站与接入点关联步骤流程图。
[0037]图6为工作站信道接入流程图。
【具体实施方式】
[0038]针对无线局域网终端功耗、电池续航问题，本发明从信道接入角度入手，提出了一种基于802.llah的信道接入的改进方法--限制接入窗口 RAW (Restricted AccessWindow)，减少终端苏醒时间、降低冲突提高吞吐量的改进方法——限制接入窗口 RAW。主要思想为在网络中工作站数量较多时，限制同时接入信道的工作站数量，扩展接入周期。具体来说，就是将工作站分组，同时将信道分割成众多时隙，每组工作站对应一个时隙。在某个时隙期间，只有对应分组的工作站才能够进行传输。并根据网络中工作站数量变化以及RAW实施情况动态调整RAW窗口的大小。通过这种方法在提高吞吐量的同时降低能量消耗，提尚系统性能。
[0039]本发明提出了一种基于物联网协议802.llah的信道接入的改进方法一一限制接入窗口 RAW (Restricted Access Window)，该方法包含以下步骤:
[0040]A、确定与接入点关联的工作站的数量；
[0041]B、当工作站数量大于某值时，限制同时接入信道的工作站数量；
[0042]C、将所有工作站分组，同时将信道分割成时隙，每个时隙对应一组的工作站；
[0043]D、在某个时隙期间只有对应组的工作站才能够进行接入和传输；
[0044]E、根据当前网络中的工作站数量和交通拥塞情况动态调整RAW窗口大小
[0045]作为所述的一种基于802.llah的信道接入的改进方法——限制接入窗口 RAW，的进一步改进，所述步骤A包括:
[0046]A1、工作站通过扫描、鉴权、关联等步骤在接入点中注册自己的相关信息；
[0047]A2、接入点为工作站分配关联标识符AID作为工作站的身份标识。
[0048]作为所述的一种基于802.llah的信道接入的改进方法——限制接入窗口 RAW，的进一步改进，所述步骤B包括:
[0049]B1、网络中工作站数量较小，造成碰撞的可能性不大时，采用普通EDCA接入；
[0050]B2、工作站数量大于某值时(该值事先给定，在步骤E中进行动态调整)，执行RAW ο
[0051]作为所述的一种基于802.llah的信道接入的改进方法——限制接入窗口 RAW，的进一步改进，所述步骤C包括:
[0052]C1、接入点定时广播信标帧(Beacon 帧)，Beacon 帧中的 RPS (RAW Parameter Set，RAW参数集)信息单元包含RAW的相关信息；
[0053]C2、工作站在预定时间醒来监听B