[发明专利]无线局域网基础结构模式中隐藏终端现象的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线局域网中的基础结构(Infrastructure)模式的网络技术，具体涉及使用时分复用(TDMA)、波束切换天线的思想来处理基础结构(Infrastructure)模式网络中隐藏终端现象的方法。

背景技术

无线局域网在我们日程生活中的应用已经无处不在，是一种相当便利的数据传输系统，它由拥有网卡的终端和无线接入点(AP)组成，可以构成点对点(Ad-Hoc)模式网络，也可以通过无线接入点为中心组成基础结构(Infrastructure)模式网络。

隐藏终端(Hidden Stations)现象是指：在通信领域，基站A向基站B发送信息，基站C未侦测到A向B发送信息，也向B发送信息，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了。隐藏终端现象多发生在大型单元中(一般在室外环境)，这将带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝隐藏终端现象的发生。

隐藏终端现象对于点对点模式网络影响是巨大的，在点对点模式网络中频繁的发生隐藏终端冲突会导致整个网络的吞吐量降低，效率大幅下降。现有的方法中提出了很多解决点对点模式网络隐藏终端现象的方法，但是对于无线局域网802.11协议中提到的另一种组网方式——基础结构(Infrastructure)模式——中可能存在的隐藏终端现象却一直没有很好的解决方法。

无线局域网基础结构(Infrastructure)模式是在一种整合有线与无线局域网架构的应用模式，与点对点(Ad-Hoc)模式不同的是配备无线网卡的电脑必须通过无线接入点(AP)来进行无线通讯，设置后，无线网络设备就必须有无线接入点来沟通，通过“无线接入点和无线网卡”这种构架模式，即可实现网络资源的共享。但就目前无线接入点的适用范围来说，一般情况都是在家庭、办公室内，使用一个无线接入点实现多个电脑的同时接入。一个无线接入点的覆盖范围一般几十米到一百米不等，在这个相对较小的范围内用户数不太多，这时各个用户终端之间争用信道的情况并不会太严重，因此隐藏终端现象在这种基础结构模式的网络构架中显得不那么明显。但是当我们想要让无线接入点覆盖更大的范围，一方面我们需要提高无线接入点自身的发射功率以提升覆盖范围，另一方面随着覆盖范围的增加，用户终端也会增加。在这种情况下两个用户或多个用户之间在同一时间由于种种原因没有听到别的终端需要和无线接入点通信，就会同时发出数据从而在无线接入点处发生碰撞，使得整个网络的吞吐量大幅下降。这种冲突会随着网络覆盖范围增大儿越来越明显，最终会导致整个网络瘫痪而不能继续使用。所以我们在要求一个无线接入点覆盖范围和接入用户增加的同时，也就引入了基础结构模式网络中本身并不明显的隐藏终端现象。

发明内容

针对基础结构(Infrastructure)模式网络数据传输过程中的隐藏终端现象，本发明提出了一种基于时分复用(TDMA)、波束切换型智能天线的技术手段来解决基础结构模式网络中由于无线接入点覆盖范围增大、接入用户数增多而带来的隐藏终端信号冲突问题的方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种无线局域网基础结构模式中隐藏终端现象的处理方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)硬件设施，设置包括一个天线阵列负责与用户之间的信号的定向接收和发送、一个全向天线负责与所有用户之间的信号的全向接收与发送、一个接受天线阵列及全向天线信号的智能AP控制子系统和一个向所有用户发送阻塞信号的无线接入点，该无线接入点将指示信号发送给智能AP控制子系统，智能AP控制子系统接受指示信号，并控制天线阵列进行波束切换；其中，阻塞信号包括初始化CTS帧、第一阻塞CTS帧、第二阻塞CTS帧；指示信号包括RTS帧指示信号，CTS帧指示信号，和业务帧指示信号；

(2)智能AP控制子系统设定主波束为波束B；

(3)无线接入点检测自身是否有下行数据需要发送：如果有下行数据需要发送，则执行步骤(12)；如果没有下行数据发送，则执行步骤(4)；

(4)无线接入点生成一个持续时间字段为(N-1)T的初始化CTS帧，并由智能AP控制子系统控制其使用全向天线发送；

(5)无线接入点依次生成(N-1)个特定持续时间字段的第一阻塞CTS帧，并由智能AP控制子系统控制其使用天线阵列切换波束依次发送给除去主波束外的其他波束内的用户；