一种数据帧传输方法、装置及工作站与流程

文档序号:15023222发布日期:2018-07-25 01:40阅读:166来源:国知局

本公开涉及无线网络通信技术领域,尤其涉及一种数据帧传输方法、装置及工作站。



背景技术:

为了发挥无线网络的移动优势,无线网络中的工作站普遍采用电池供电,这就使降低电量消耗成为无线网络研究的重要课题。

在基础型网络中,数据帧传输依赖基站转发,且基站提供暂存功能,因此,工作站无需一直处于工作状态,可基于预设的唤醒周期唤醒,从基站获取暂存的数据帧,以降低工作站的电量消耗;在NAN(Neighbor Awareness Networking,周边感知联网)中,同一服务群组的工作站在固定周期的发现窗口内唤醒进行数据帧传输,因此,同样可以达到降低电量消耗的目的。

但是,当工作站同时运行于基础型网络和NAN时,由于处于基础型网络下的工作站(如路由器)的唤醒周期由用户各自设置,无法与处于NAN下的工作站的唤醒周期一致,因而需要同时兼顾两个网络的唤醒周期,使得工作站的唤醒次数增多,电量消耗较大。



技术实现要素:

本公开为了解决工作站唤醒次数较多、电量消耗较大的问题,提出一种数据帧传输方法、装置及工作站,用以减少工作站的唤醒次数,降低工作站的电量消耗。

为实现上述公开目的,本公开提供了如下技术方案:

第一方面,本公开提供一种数据帧传输方法,应用于第一工作站,所述方法包括:

按照预设的侦听间隔,侦听基站的信标帧;

通过所述信标帧携带的TIM,更新本地记录的TIM;

当到达NAN的发现窗口时,将所述本地记录的TIM转发给与所述第一工作站属于同一服务群组的第二工作站,以使所述第二工作站通过所述发现窗口接收所述第一工作站转发的TIM,并基于该TIM从所述基站获取为其暂存的数据帧。

第二方面,本公开还提供一种数据帧传输方法,应用于第二工作站,所述方法包括:

当到达NAN的发现窗口时,接收与所述第二工作站属于同一服务群组的第一工作站转发的TIM,所述TIM为所述第一工作站从侦听到的基站的信标帧中获取的TIM;

若基于所述TIM确定所述基站暂存有属于所述第二工作站的数据帧,则从所述基站获取所述数据帧。

第三方面,本公开还提供一种数据帧传输装置,应用于第一工作站,所述装置包括:

侦听单元,用于按照预设的侦听间隔,侦听基站的信标帧;

更新单元,用于通过所述信标帧携带的TIM,更新本地记录的TIM;

转发单元,用于当到达NAN的发现窗口时,将所述本地记录的TIM转发给与所述第一工作站属于同一服务群组的第二工作站,以使所述第二工作站通过所述发现窗口接收所述第一工作站转发的TIM,并基于该TIM从所述基站获取为其暂存的数据帧。

第四方面,本公开还提供一种数据帧传输装置,应用于第二工作站,所述装置包括:

接收单元,用于当到达NAN的发现窗口时,接收与所述第二工作站属于同一服务群组的第一工作站转发的TIM,所述TIM为所述第一工作站从侦听到的基站的信标帧中获取的TIM;

获取单元,用于若基于所述TIM确定所述基站暂存有属于所述第二工作站的数据帧,则从所述基站获取所述数据帧。

第五方面,本公开还提供一种第一工作站,包括处理器和机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器被所述机器可执行指令促使:实现上述第一方面所述的数据帧传输方法。

第六方面,本公开还提供一种第二工作站,包括处理器和机器可读存储介质,所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器被所述机器可执行指令促使:实现上述第二方面所述的数据帧传输方法。

由以上描述可以看出,本公开由第一工作站负责侦听基站的信标帧,并利用信标帧携带的TIM,更新本地记录的TIM,当到达NAN的发现窗口时,将本地记录的TIM转发给同一服务群组中的第二工作站;第二工作站通过发现窗口接收第一工作站转发的TIM,并基于TIM确定基站暂存有自身的数据帧时,从基站获取数据帧。可见,本公开中第二工作站只需遵循NAN的唤醒周期,在NAN的发现窗口唤醒,接收第一工作站转发的基站的暂存通知(TIM),从而减少了第二工作站的唤醒次数,降低了第二工作站的电量消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有同时运行于基础型网络和NAN下的工作站的唤醒次数示意图;

图2是本公开实施例示出的一种数据帧传输方法流程图;

图3是本公开实施例示出的另一种数据帧传输方法流程图;

图4是本公开实施例示出的一种组网示意图;

图5是本公开实施例示出的基于NAN协议转发TIM的流程图;

图6是本公开实施例示出的同时运行于基础型网络和NAN下的工作站的唤醒次数示意图;

图7是本公开实施例示出的一种工作站的硬件结构示意图;

图8是本公开实施例示出的一种数据帧传输逻辑的结构示意图;

图9是本公开实施例示出的另一种数据帧传输逻辑的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

参见图1,为现有同时运行于基础型网络和NAN下的工作站的唤醒次数示意图。其中,AP代表基础型网络的基站;B代表AP发送的信标帧;DW代表NAN的发现窗口;STA代表工作站;Beacon Interval代表AP发送信标帧的间隔;Listen Interval代表STA在基础型网络下的侦听间隔;DW Interval代表STA在NAN下的发现间隔;TU为Time Unit的缩写,代表时间单位。

从图1中可以看出,STA需要以Listen Interval为周期唤醒,侦听AP的信标帧,同时,需要以DW Interval为周期唤醒,完成NAN的信息交互,导致STA的唤醒次数增多,耗电量较大。

针对上述存在的唤醒次数较多、耗电量较大的问题,本公开提出一种数据帧传输方法,该方法通过第一工作站侦听基站的信标帧,并获取信标帧携带的TIM(Traffic indication map,数据待传指示信息)进行本地更新,当到达NAN的发现窗口时,将本地记录的TIM转发给同一服务群组中的第二工作站,以使第二工作站基于该TIM从基站获取为其暂存的数据帧。

参见图2,为本公开实施例示出的一种数据帧传输方法的流程图,该实施例从第一工作站侧对数据帧传输过程进行描述。

步骤201,按照预设的侦听间隔,侦听基站的信标帧。

执行本步骤之前,工作站通过基础型网络协议交互(包括发现阶段、认证阶段以及关联阶段,此为现有协议处理流程,在此不再赘述),选择某一BSSID(Basic Service Set Identification,基础服务集标识符)的基站接入;再通过NAN协议交互(包括发布和注册过程,此为现有协议处理流程,在此不再赘述),使接入同一基站(即选择同一BSSID)的工作站形成服务群组;确定服务群组中工作站的角色,即确定服务群组中的第一工作站和第二工作站。在一种可选的实施方式中,可根据工作站的电源供应方式,选择供电能力较强的工作站作为第一工作站,以执行后续作为代理侦听基站信标帧的操作,具体参见下文描述,暂不赘述;反之,选择供电能力相对较弱的工作站作为第二工作站,执行后续第二工作站的操作,暂不赘述。在另一种可选的实施方式中,同一服务群组中的工作站可基于预设的选举机制,选举出第一工作站和第二工作站。本公开对具体确定第一工作站和第二工作站的方式不作限定。

本步骤中,第一工作站按照预设的侦听间隔侦听基站的信标帧,其中,该侦听间隔小于NAN的发现间隔(即相邻发现窗口的间隔时长)。

步骤202,通过所述信标帧携带的TIM,更新本地记录的TIM。

基站发送的信标帧中包含TIM信息,该TIM信息用于标识基站中暂存了哪些工作站的数据帧。由于基站以一定的信标间隔(Beacon Interval)周期性发送信标帧,因此,第一工作站需要根据接收到的信标帧中的TIM,不断更新本地记录的TIM,以便与基站中的TIM信息保持一致。

步骤203,当到达NAN的发现窗口时,将所述本地记录的TIM转发给与所述第一工作站属于同一服务群组的第二工作站。

当到达NAN的发现窗口时,通过NAN协议将本地记录的TIM转发给第二工作站。由于第二工作站同样遵循NAN协议,因此,会在发现窗口唤醒,接收同一服务群组中第一工作站转发的TIM,并基于该TIM确定是否需要从基站接收数据帧,具体参见第二工作站侧的描述,暂不赘述。

参见图3,为本公开实施例示出的另一种数据帧传输方法的流程图,该实施例从第二工作站侧对数据帧传输过程进行描述。

步骤301,当到达NAN的发现窗口时,接收与所述第二工作站属于同一服务群组的第一工作站转发的TIM。

在执行本步骤之前,第二工作站需要将自己的侦听间隔通知给基站,以使基站基于该侦听间隔确定为第二工作站暂存数据帧的时间长度。具体为,第二工作站基于NAN的发现间隔以及其所接入基站的信标间隔,确定自身的侦听间隔,可选的,可通过如下公式表示:

n=Ceiling(DW Interval/Beacon Interval) 公式(1)

其中,DW Interval为NAN协议的发现间隔;Beacon Interval为基站的信标间隔;Ceiling()代表向上舍入函数;n代表第二工作站相邻唤醒之间会休眠n个信标周期(信标间隔)。

例如,DW Interval为512TU,Beacon Interval为100TU,则n为6,第二工作站将该n值通知给基站,基站根据此n值,暂存第二工作站的数据帧至少6个信标周期。

本步骤中,当到达NAN的发现窗口时,第二工作站唤醒(打开天线),接收第一工作站在该发现窗口基于NAN协议转发的TIM,如前所述,该TIM为第一工作站从侦听到的基站的信标帧中获取的TIM。

步骤302,若基于所述TIM确定所述基站暂存有属于所述第二工作站的数据帧,则从所述基站获取所述数据帧。

第二工作站基于接收的TIM判断基站中是否暂存有自身的数据帧,具体判断过程为现有技术,在此不再赘述。若确定基站暂存有自身的数据帧,则从基站获取暂存的数据帧。

从上述描述可以看出,本公开中第一工作站代理基站向第二工作站转发TIM,转发过程中遵循NAN协议规范,因此,第二工作站仅需遵循NAN协议唤醒即可,不需要同时兼顾基础型网络和NAN的唤醒周期,因此,可有效减少第二工作站的唤醒次数,降低第二工作站的电量消耗。

现以图4所示组网为例,详细介绍数据帧传输过程。

该组网包括基站AP、工作站STA1~STA3,其中,AP以100TU的信标间隔Beacon Interval发送信标帧Beacon,STA1~STA3可通过被动侦听Beacon或主动发送探测请求帧Probe Request,发现该AP的BSSID,并加入该BSSID,即接入AP,此时,STA1~STA3使用相同的BSSID;具有相同BSSID的STA1~STA3通过NAN协议交互形成服务群组,即STA1~STA3属于同一服务群组。

指定STA1为第一工作站,STA2和STA3为第二工作站,预设STA1的侦听间隔Listen Interval为300TU,NAN的发现间隔DW Interval为512TU,STA2和STA3分别计算各自相邻两次唤醒之间的休眠时长,通过DW Interval与Beacon Interval之间的倍数n来表示,即通过前述公式(1)计算得到n为6,将该n值通知给AP,AP基于该n值与Beacon Interval(100TU)的乘积,确定至少要为STA2和STA3的数据帧暂存600TU。

STA1以300TU的Listen Interval侦听AP的Beacon,获取Beacon中携带的TIM,更新本地记录的TIM,即STA1始终维护AP中最新的暂存状态。

当到达NAN的发现窗口DW时,STA1通过NAN协议转发本地记录的TIM,参见图5,为基于NAN协议的转发流程,该流程中STA1通过NAN发布帧携带TIM转发给同一服务群组的STA2和STA3。此外,从图5中还可以看出,在NAN发布帧中还携带有服务ID(Instance ID)以及BSSID,若有新的工作站准备加入该服务群组,则可直接根据该NAN发布帧中携带的Instance ID以及BSSID加入。

在到达NAN的发现窗口DW时,STA2和STA3均会唤醒并接收STA1转发的TIM,若STA2基于该TIM判断AP上暂存有自己的数据帧,则可通过PS-Poll帧向基站请求暂存的数据帧,基站将暂存的STA2的数据帧发送给STA2;若STA3基于该TIM判断AP上没有自己的数据帧,则不会向AP请求数据。

参见图6,为本公开示出的同时运行于基础型网络和NAN下的工作站的唤醒次数示意图。从图6可以看出,STA2和STA3虽然都同时运行于基础型网络和NAN,但均只需遵循NAN协议的唤醒周期(发现间隔)唤醒即可,因此,可有效减少唤醒次数,降低STA2和STA3的电量消耗。

图7为本公开提供的一种工作站(包括第一工作站和第二工作站)的硬件结构示意图。该工作站包括处理器701、存储有机器可执行指令的机器可读存储介质702。处理器701与机器可读存储介质702可经由系统总线703通信。并且,通过读取并执行机器可读存储介质702中与数据帧传输逻辑对应的机器可执行指令,处理器701可执行上文描述的数据帧传输方法。

本文中提到的机器可读存储介质702可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置,可以包含或存储信息,如可执行指令、数据,等等。例如,机器可读存储介质可以是:RAM(RadomAccess Memory,随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等),或者类似的存储介质,或者它们的组合。

如图8所示,从功能上划分,当图7所示工作站为第一工作站时,上述数据帧传输逻辑可以包括侦听单元801、更新单元802以及转发单元803,其中:

侦听单元801,用于按照预设的侦听间隔,侦听基站的信标帧;

更新单元802,用于通过所述信标帧携带的TIM,更新本地记录的TIM;

转发单元803,用于当到达NAN的发现窗口时,将所述本地记录的TIM转发给与所述第一工作站属于同一服务群组的第二工作站,以使所述第二工作站通过所述发现窗口接收所述第一工作站转发的TIM,并基于该TIM从所述基站获取为其暂存的数据帧。

可选的,

所述侦听间隔小于所述NAN的发现间隔。

如图9所示,从功能上划分,当图7所示工作站为第二工作站时,上述数据帧传输逻辑可以包括接收单元901和获取单元902,其中:

接收单元901,用于当到达NAN的发现窗口时,接收与所述第二工作站属于同一服务群组的第一工作站转发的TIM,所述TIM为所述第一工作站从侦听到的基站的信标帧中获取的TIM;

获取单元902,用于若基于所述TIM确定所述基站暂存有属于所述第二工作站的数据帧,则从所述基站获取所述数据帧。

可选的,所述数据帧传输逻辑还包括:

通知单元,用于基于所述NAN的发现间隔以及所述基站的信标间隔,确定所述第二工作站的侦听间隔,并通知所述基站,以使所述基站基于所述侦听间隔确定暂存所述数据帧的时间长度。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开保护的范围之内。

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