一种动态分配无线网络中受限访问窗口时隙长度的方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种动态分配无线网络中受限访问窗口时隙长度。

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背景技术：
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wlan(wirelesslocalareanetworks，无线局域网络)中，站sta(station)在进入接入点ap(accesspoint)的覆盖范围内后，接入点ap会周期性地向站sta发送信标帧(beaconframe)，用于时间同步、广播信息等，接入点ap用关联标识符aid表示站sta的地址。

如图1所示，现有技术中表示站sta的关联标识符aid包括13位(b01-b13)，可以表示8192(2¹³，0000000000000-1111111111111)个站sta；关联标识符aid包括两位的页面索引pageindex(b01-b02)、五位的页片编号pageslicenumber(b03-b07)、三位的子块索引sub_blockindex(b08-b10)以及三位的站索引stationindex(b11-b13)；如图2所示，页面索引pageindex可以表示4(2²，00-11)个页面(page1-page4)，页片编号pageslicenumber可以表示32(2⁵，00000-11111)个页片(pageslice1-pageslice32)，子块索引subblockindex可以表示8(2³，000-111)个子块(subblock1-subblock8)，站索引stationindex可以表示8(2³，000-111)个站(station1-station8)；每一个页面page包括32个页片pageslice，每一个页片pageslice包括8个子块subblock，每一个子块包括8个站station。

如图3所示，现有技术中的802.11ah信标帧包括帧控制framecontrol、长度duration、来源地址sourceaddress、时间戳timestamp、下一个目标信标帧传输时间(可选择的)nexttbtt(optional)、接入网络选项(可选择的)accessnetworkoptions(optional)、帧体framebody以及帧校验序列fcs；帧体framebody包括信标间隔beaconinterval、话务指示信息tim、受限访问窗口(raw)参数集(ps)信息元素(ie)(以下简称rps)以及制造商定义vendorspecific。话务指示信息tim和受限窗口接入参数集信息元素rps定义信标帧之后的一段时间为限制访问窗口raw(restrictedaccesswindow)，在限制访问窗口raw内只允许特定的站sta在特定的时隙(slot)内访问信道。

如图4所示，现有技术中的话务指示信息tim包括元素标识符elementid、长度length、传输话务指示信息计数dtimcount、传输话务指示信息时段dtimperiod、位图控制bitmapcontrol以及部分虚拟位图pratialvirtualbitmap；位图控制bitmapcontrol包括一位的话务指示trafficindicator、五位的页片编号pageslicenumber以及两位的页面索引pageindex，部分虚拟位图pratialvirtualbitmap包括三位的块控制blockcontrol、五位的块偏移blockoffset以及n+1行8列的编码块信息encodedblockinformation，n为整数且1≤n≤8。

块控制blockcontrol可以表示8(2³)种编码方式encodingmode。块控制blockcontrol＝000时，编码方式encodingmode为块位图blockbitmap。

块偏移blockoffset可以将起始站从0偏移到k，k＝0-32(2⁵)。例如，站1、站6、站21以及站23在限制访问窗口raw内访问信道，最小的站是站1，块偏移blockoffset可以选择0或者1；如果站21以及站23在限制访问窗口raw内访问信道，最小的站是站21，块偏移blockoffset可以选择21。

当页面索引pageindex以及页片编号pageslicenumber的数值确定时，在限制访问窗口raw内访问信道的站sta的关联标识符aid的最高7位(b01-b07)的数值确定。例如，当页面索引pageindex＝00，页片编号pageslicenumber＝00000时，在限制访问窗口raw内访问信道的站sta的关联标识符aid的最高7位b01b02b03b04b05b06b07＝0000000，此时只需确定关联标识符aid后六位的数值便可知晓在限制访问窗口raw内与连接点ap连接的站sta的关联标识符aid。

如图5所示，现有技术中的编码块信息encodedblockinformation包括1行8列的块位图blockbitmap、n行8列的子块sub_block，n为整数，且1≤n≤8；块位图blockbitmap包括8个子块sub_block：sb01、sb02、sb03、sb04、sb05、sb06、sb07以及sb08，sb01、sb02、sb03、sb04、sb05、sb06、sb07以及sb08中有n个数值为1；n行8列的子块sub_block包括第一子块sub_block1……第n子块sub_blockn……第n子块sub_blockn，n为整数且1≤n≤n；第一子块sub_block1包括8个站sta：s11、s12、s13、s14、s15、s16、s17以及s18；第n子块sub_blockn包括8个站sta：snl、sn2、sn3、sn4、sn5、sn6、sn7以及sn8；第n子块sub_blockn包括8个站：sn1、sn2、sn3、sn4、sn5、sn6、sn7以及sn8；当sb0k＝0时，sb0k对应的8个站不在限制访问窗口raw内访问信道，编码块信息encodedblockinformation不对sb0k的8个站进行编码，即子块sub_block不包括sb0k对应的8个站(k＝1，2，3，4，5，6，7，8)；当sb0k＝1时，编码块信息encodedblockinformation对sbok的8个站进行编码，即子块sub_block包括sb0k的8个站；当子块sub_block中的sij＝1时，第i子块sub_blocki的第j站sij在限制访问窗口raw内访问信道；当子块sub_block中的sij＝0，第i子块sub_blocki的第j站sij在限制访问窗口raw内不访问信道(1≤i≤n，j＝1，2，3，4，5，6，7，8)。

如图6所示，站1(关联标识符aid＝0000000000001)、站6(关联标识符aid＝0000000000110)、站21(关联标识符aid＝0000000010101)以及站23(关联标识符aid＝0000000010111)在限制访问窗口raw内访问信道；站1为第1页面page1的第1页片pageslice1的第1子块subblock1的第2站station2，站6为第1页面page1的第1页片pageslice1的第1子块subblock1的第7站station7，站21为第1页面page1的第1页片pageslice1的第3子块subblock3的第6站station6，站23为第1页面page1的第1页片pageslice1的第3子块subblock3的第8站station8；将bitmapcontrol中的页面索引pageindex设置成00，页片编号pageslicenumber设置成00000；编码块信息encodedblockinformation由块位图blockbitmap以及第一子块sub_block1、第二子块sub_block2组成；将blockbitmap中的sb01以及sb03设置成1，其余设置成0；将第一子块sub_block1中的s12以及s17设置成1，其余设置成0；将第二子块sub_block2中的s26以及s28设置成1；话务指示信息tim指示在限制访问窗口raw访问信道的站sta的关联标识符aid分别为0000000000001、0000000000110、0000000010101以及0000000010111。

如图7所示，现有技术中的受限访问窗口参数集信息元素rps包括元素标识符elementid、长度length、限制访问窗口控制rawcontrol、限制访问窗口时隙定义rawslotdefinition、限制访问窗口开始时间rawstarttime、限制访问窗口群rawgroup、通道指示channelindication以及周期操作参数periodicoperationparameters；限制访问窗口时隙定义rawslotdefinition包括一位时隙定义格式指示slotdefinitionformatindicaition、一位交叉时隙边界crossslotboundary、y位时隙间隔计数slotdurationcount(以下简写为cslot)以及(14-y)位时隙数量numberofslot(以下简写为nslot)，y＝8或11。

时隙定义格式指示slotdefinitionformatindicaition＝0时，y＝8，14-y＝6，时隙间隔计数cslot可以为0-256(2⁸)，时隙数量nslot可以为0-64(2⁶)；时隙定义格式指示slotdefinitionformatindicaition＝1时，y＝11，14-y＝3，时隙间隔计数cslot可以为0-2048(2¹¹)，时隙数量nslot可以为0-8(2³)。

时隙长度slotduration(以下简写为dslot)＝500+cslot*120，限制访问窗口长度rawduration(以下简写为draw)＝dslot*nslot＝(500+cslot*120)*nslot。

现有技术中不同的站sta在受限访问窗口raw内访问信道的时隙长度dslot相等(均为(500+cslot*120)*nslot)，导致分配给一些站sta的时间超过该站sta所需的时间，造成时间的浪费，而分配给一些站sta的时间短于该站sta所需的时间，造成该站sta无法完成全部数据的传输。

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技术实现要素：
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本发明的目的旨在提供一种动态分配无线网络中受限访问窗口时隙长度的方法，给需要不同时隙长度的站分配不同的时隙长度。

本发明由以下技术方案实现：

一种动态分配无线网络中受限访问窗口时隙长度的方法，包括以下步骤：步骤1，接入点ap计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度，所述第i子块sub_blocki的第j站sij在受限访问窗口raw内访问信道，i，j均为整数，且1≤i≤n，1≤j≤8，n为在受限访问窗口raw内访问信道的子块sub_block的数量；步骤2，接入点ap根据在受限访问窗口raw内访问信道的所有站需要的时隙长度得到时隙等级表slotscale；步骤3，接入点ap将时隙等级表slotscale承载在信标帧的帧体中。

进一步地，所述步骤1包括以下步骤：步骤11，接入点ap计算编码块信息encodedblockinformation中第i子块sub_blocki的第j站sij需要的传输时间tij；步骤12，接入点ap根据算法dslotij＝(tij/ttotal)*draw计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij，其中draw＝dslot*nslot＝(500+cslot*120)*nslot，ttotal为在受限访问窗口raw内访问信道的所有站sta需要的传输时间的和，cslot为时隙间隔计数，dslot为时隙长度，nslot为时隙数量，draw为受限访问窗口长度。

进一步地，所述步骤11包括以下步骤：步骤111，接入点ap统计第i子块sub_blocki的第j站sij需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij；步骤112，接入点ap根据第i子块sub_blocki的带宽band_widthij以及调制方式mcsij，得到每个信号symbol传送的位数n_dataij；步骤113，接入点ap根据算法tij＝(l_dataij/n_dataij)*40，计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的传输时间tij。

作为具体的实施方式，所述数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij按照下表设置：

即，当带宽band_widthij＝1mhz，调制方式mcsij＝0时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝12；当带宽band_widthij＝1mhz，调制方式mcsij＝1时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝24；当带宽band_widthij＝1mhz，调制方式mcsij＝2时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝36；当带宽band_widthij＝1mhz，调制方式mcsij＝3时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝48；当带宽band_widthij＝2mhz，调制方式mcsij＝0时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝26；当带宽band_widthij＝2mhz，调制方式mcsij＝1时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝52；当带宽band_widthij＝2mhz，调制方式mcsij＝2时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝78；当带宽band_widthij＝2mhz，调制方式mcsij＝3时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝104；

当带宽band_widthij＝4mhz，调制方式mcsij＝0时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝54；当带宽band_widthij＝4mhz，调制方式mcsij＝1时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝108；当带宽band_widthij＝4mhz，调制方式mcsij＝2时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝162；当带宽band_widthij＝4mhz，调制方式mcsij＝3时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝216；当带宽band_widthij＝8mhz，调制方式mcsij＝0时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝117；当带宽band_widthij＝8mhz，调制方式mcsij＝1时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝234；当带宽band_widthij＝8mhz，调制方式mcsij＝2时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝351；当带宽band_widthij＝8mhz，调制方式mcsij＝3时，每个信号symbol传送的位数n_dataij＝468。

进一步地，所述步骤111为接入点ap主动查询第i子块sub_blocki的第j站sij，得到第i子块sub_blocki的第j站sij需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij，或，所述步骤111为第i子块sub_blocki的第j站sij主动反馈需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij给接入点ap。

进一步地，所述步骤2包括以下步骤：步骤21、接入点ap根据算法smij＝dslotij/dslot，计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij与时隙长度dslot的比值smij；步骤22，接入点ap将第i子块sub_blocki的第j站sij的比值smij用八位表示；步骤23，接入点ap将在受限访问窗口raw内访问信道的所有站sta比值组成时隙等级表slotscale。

进一步地，所述时隙等级表slotscale还包括用16位表示的在受限访问窗口raw内访问信道的站sta的关联标识符aid，一个关联标识符aid对应一个比值。

作为具体的实施方式，所述步骤3为接入点ap将时隙等级表slotscale承载在话务指示信息tim中，或，所述步骤3为接入点ap将时隙等级表slotscale承载在受限访问窗口参数集信息元素rps中，或，所述步骤3为接入点ap将时隙等级表slotscale承载在制造商定义vendorspecific。

本发明有益效果：

本发明通过在信标帧中承载时隙等级表slotscale，表示在受限访问窗口raw内访问信道的所有站需要的时隙长度，使得不同站可以分配不同时隙长度。

〖附图说明〗

为了更清楚地说明本发明实施例，下面对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本发明中的实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1是现有技术关联标识符aid的方框图；

图2是现有技术关联标识符aid的结构图；

图3是现有技术信标帧帧结构的方框图；

图4是现有技术话务指示信息tim帧结构的方框图；

图5是现有技术编码块信息encodedblockinformation的结构图；

图6是现有技术站1、站6、站21以及站23在限制访问窗口raw内访问信道时，编码块信息encodedblockinformation的结构图

图7是现有技术受限访问窗口参数集信息元素rps帧结构的方框图；

图8是现有技术制造商定义vendorspecific帧结构的方框图；

图9是本发明实施例一话务指示信息tim帧结构的方框图；

图10是本发明实施例一编码块信息encodedblockinformation与时隙等级表slotscale的结构图；

图11是本发明实施例一站1、站6、站21以及站23在限制访问窗口raw内访问信道时，编码块信息encodedblockinformation与时隙等级表slotscale的结构图；

图12是本发明实施例二受限访问窗口参数集信息元素rps帧结构的方框图；

图13是本发明实施例三制造商定义vendorspecific帧结构的方框图；

图14是本发明实施例四时隙等级表slotscale的结构图；

图15是本发明实施例四站1、站6、站21以及站23在限制访问窗口raw内访问信道时，时隙等级表slotscale的结构图。

〖具体实施方式〗

下面结合附图，对本发明进行详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案、优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种动态调节无线网络中受限接入窗口中时隙长度的方法包括以下步骤：步骤1，接入点ap计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度，第i子块sub_blocki的第j站sij在受限访问窗口raw内访问信道，i，j均为整数，且1≤i≤n，1≤j≤8；步骤2，接入点ap根据不同站sta需要的时隙长度得到表示不同站sta的时隙长度的时隙等级表slotscale；步骤3，接入点ap将时隙等级表slotscale承载在信标帧的帧体中。

步骤1包括以下步骤；11，接入点ap计算编码块信息encodedblockinformation中第i子块sub_blocki的第j站sij需要的传输时间tij；12，接入点ap根据算法dslotij＝(tij/ttotal)*draw计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij＝(tij/ttotal)*dslot*nslot＝(tij/ttotal)*(500+cslot*120)*nslot，tij第i子块sub_blocki的第j站sij需要的传输时间，ttotal为在受限访问窗口raw内访问信道的所有站sta需要的传输时间的和，cslot为时隙间隔计数，dslot为时隙长度，nslot为时隙数量，draw为受限访问窗口长度。

步骤11包括以下步骤：111，接入点ap统计第i子块sub_blocki的第j站sij需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij；112，接入点ap根据第i子块sub_blocki的带宽band_widthij以及调制方式mcsij，得到每个信号symbol传送的位数n_dataij；113，接入点ap根据算法tij＝(l_dataij/n_dataij)*40，计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的传输时间tij。

在步骤11中，n_dataij是第i子块sub_blocki的第j站sij中每个信号symbol(symbol的长度是40us)传送的位数。

在本实施例中，每个信号symbol传送的位数n_data与数据的带宽band_width以及调制方式mcs有关，n_data＝f(band_width，mcs)，具体关系见下表1。

表1：信号symbol传送的位数n_data与数据的带宽band_width以及调制方式mcs的关系表。

如表1所示，在步骤11中，接入点ap统计第i子块sub_blocki的第j站sij的带宽band_widthij以及调制方式mcsij后，便可得到第i子块sub_blocki的第j站sij中每个信号symbol传送的位数n_dataij。

在本实施例中，步骤111中接入点ap主动查询第i子块sub_blocki的第j站sij，得到第i子块sub_blocki的第j站sij需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij。

在其它实施例中，步骤111中第i子块sub_blocki的第j站sij主动反馈需要传输的数据长度l_dataij、带宽band_widthij以及调制方式mcsij给接入点ap。

步骤2包括以下步骤，21、接入点ap根据算法smij＝dslotij/dslot，计算第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij与时隙长度的比值smij＝(tij/ttotal)*nslot；22，将第i子块sub_blocki的第j站sij对应的比值smij用八位表示；23，根据在受限访问窗口raw内访问信道的所有站sta比值sm，组成时隙等级表slotscale。

在步骤21中，第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij＝(tij/ttotal)*nslot*dslot，smij＝dslotij/dslot＝(tij/ttotal)*nslot，即第i子块sub_blocki的第j站sij需要的时隙长度dslotij是时隙长度dslot的smij倍。

如图9所示，在本实施例中，时隙等级表slotscale承载在话务指示信息tim中，即步骤3为接入点ap将时隙等级表slotscale承载在话务指示信息tim中；如图10所示，时隙等级表slotscale由m行8列组成(表示在受限访问窗口raw内总共有m个站sta访问信道)，包括slotscalel……slotscalem……slotscalem，m为在受限访问窗口raw内访问信道的站sta的数量，slotscale1为用八位表示的第一个站sta1的比值，slotscalem为用八位表示的第n个站stam的比值，slotscalem为用八位表示的第m个站stam的比值。

如图11所示，站1(关联标识符aid＝0000000000001)、站6(关联标识符aid＝0000000000110)、站21(关联标识符aid＝0000000010101)以及站23(关联标识符aid＝0000000010111)在限制访问窗口raw内访问信道；blockbitmap＝10100000；sub_block1＝01000010，sub_block2＝00000101；时隙等级表slotscale由4行8列组成，包括slotscale1、slotscale2、slotscale3、slotscale4，slotscale1＝01110000，slotscale2＝10111000，slotscale3＝00101101，slotscale4＝11001010；站1对应的比值sm12＝(2¹+2²+2⁴)＝14，即站1需要的时隙长度dslot12为时隙长度dslot的14倍，站1需要的时隙长度dslot12＝14*(500+cslot*120)；站2对应的比值sm17＝(2⁰+2²+2³+2⁴)＝29，即站6需要的时隙长度dslot17为时隙长度dslot的29倍，站6需要的时隙长度dslot12＝29*(500+cslot*120)；站21对应的比值sm26＝(2²+2⁴+2⁵+2⁷)＝180，即站23需要的时隙长度dslot26为时隙长度dslot的180倍，站23需要的时隙长度dslot26＝180*(500+cslot*120)；站23对应的比值sm28＝83，，即站23需要的时隙长度dslot28为时隙长度dslot的83倍，站23需要的时隙长度dslot28＝83*(500+cslot*120)。

所有的站sta接收到信标帧以后，对话务指示信息tim中的编码块信息encodedblockinformation进行解码，得到站1、站6、站21以及站23在受限访问窗口raw内访问信道，再根据时隙等级表slotscale，得到站1、站6、站21以及站23各自需要的时隙长度；站1、站6、站21以及站23在各自的时隙长度内访问信道。

实施例2

如图12所示，本实施例与实施例一的区别在于：时隙等级表slotscale承载在受限访问窗口参数集信息元素rps中。

实施例3

如图13所示，本实施例与实施例一的区别在于：时隙等级表slotscale承载在制造商定义vendorspecific中的vendor-specificcontent。

实施例4

如图14所示，本实施例与实施例一的区别在于：时隙等级表slotscale还包括用16位表示的在受限访问窗口raw内访问信道的站sta的关联标识符aid；一个关联标识符aid对应一个比值，这样可以保证在受限访问窗口raw内访问信道的每一个站sta有相应的比值，且站sta接收到接入点ap发送的信标帧时，可以按顺序读取关联标识符aid和比值。

在本实施例中，每一个aid地址由2行8列表示；前3位为始终为0，后13位表示关联标识符aid，或前13位表示关联标识符aid，后3位为始终为0。

如图15所示，站1(关联标识符aid＝0000000000001)、站6(关联标识符aid＝0000000000110)、站21(关联标识符aid＝0000000010101)以及站23(关联标识符aid＝0000000010111)在限制访问窗口raw内访问信道；blockbitmap＝10100000；sub_block1＝01000010，sub_block2＝00000101；时隙等级表slotscale由12行8列组成，包括aid1、slotscale1、aid2、slotscale2、aid3、slotscale3、aid4、slotscale4，aid1＝0000000000000001，slotscale1＝01110000，aid2＝0000000000000110，slotscale2＝10111000，aid3＝0000000000010101，slotscale3＝00101101，aid4＝0000000000010111，slotscale4＝11001010。

在本实施例中，站1对应的比值sm12＝(2¹+2²+2⁴)＝14，即站1需要的时隙长度dslot12为时隙长度dslot的14倍，站1需要的时隙长度dslot12＝14*(500+cslot*120)；站2对应的比值sm17＝(2⁰+2²+2³+2⁴)＝29，即站6需要的时隙长度dslot17为时隙长度dslot的29倍，站6需要的时隙长度dslot12＝29*(500+cslot*120)；站21对应的比值sm26＝(2²+2⁴+2⁵+2⁷)＝180，即站23需要的时隙长度dslot26为时隙长度dslot的180倍，站23需要的时隙长度dslot26＝180*(500+cslot*120)；站23对应的比值sm28＝83，，即站23需要的时隙长度dslot28为时隙长度dslot的83倍，站23需要的时隙长度dslot28＝83*(500+cslot*120)。

实施例5

本实施例与实施例二的区别在于：时隙等级表slotscale还包括用16位表示的在受限访问窗口raw内访问信道的站sta的aid地址；一个aid地址对应一个比值。

在本实施例中，每一个aid地址由2行8列表示。

实施例6

本实施例与实施例三的区别在于：时隙等级表slotscale还包括用16位表示的在受限访问窗口raw内访问信道的站sta的aid地址；一个aid地址对应一个比值。

在本实施例中，每一个aid地址由2行8列表示。

以上所述仅是本发明的优选实施例，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。