[发明专利]IEEE802·11无线局域网低时延节能方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线局域网WLAN（Wireless Local Area Network）的节能领域，尤其涉及IEEE 802.11无线局域网低时延节能方法。

背景技术

IEEE 802.11无线局域网网卡已广泛地集成到便携式无线多媒体电子设备中，这些电子设备可以方便地通过接入点AP(Access Point)访问因特网。基础结构型无线局域网络包括接入点AP和多个移动台STA。每个与AP相关联的STA可以直接与AP通信，STA之间通信则依靠AP中继以两跳的形式进行。由于STA通常采用电池供电，因此让STA有效地使用电源，进而延长WLAN的网络生存时间是非常重要的。

STA可能处于发送、接收、空闲和休眠等状态，在这四种状态下，STA的能耗差异很大，且以休眠状态能耗最低。IEEE 802.11标准定义了基本电源管理 BPM方案即Basic Power Management方案。当STA处于活跃状态时，AP直接转发其数据包；当STA处于休眠状态时，AP为其缓存数据包。在每个信标周期的开始，AP发送流量指示图TIM（Traffic Indication Map）以告知各STA是否有数据包缓存在AP。每个STA在信标周期开始获取TIM，如果发现有数据包缓存在AP，则STA需要发送省电模式-轮询帧即PS-Poll帧通知AP将缓存在AP的数据发送给该STA。如果有多个STA同时需要接收缓存数据，则这些STA通过二进制指数回退算法竞争信道。在BPM方案中，STA通过在管理帧中设置监听间隔LI（Listen Interval）的方式实现。如果STA在某个信标周期开始时接收TIM，且TIM表明该STA无数据缓存在AP，则该STA进入休眠状态，休眠时间长度为LI所指定的时间。STA在休眠LI时间长度后醒来接收TIM，若TIM仍然表明无缓存数据，则STA继续休眠，其休眠时间长度仍然为LI，否则，STA发送PS-Poll帧给AP，并保持活跃状态等待AP发送所缓存的数据包给STA。然而，IEEE 802.11标准所定义的上述BPM节能技术存在如下问题：一方面会带来数据包延迟，另一方面会带来内存的大量占用。

现有技术中为解决此类问题采用了如下方法：

CN1545269A公开了“在无线局域网中提高节能机制重负载性能的方法”。该发明的思想在于通过监听网络忙闲状况，每个站点自适应地调节各自的接入概率，保证在重负载下同时参加竞争的站点数不致过多和产生的碰撞不致过多，防止节能机制在重负载下性能劣化；而且，决定不参加竞争的站点进入睡眠状态，以节省能量消耗。

CN1592266A公开了“无线局域网中的节能”。该发明包括至少一个AP及至少一个基站。在AP端，针对无线语音通信，当交换至少一条业务时，设定并传输与基站相对应的信标消息比特，用于交换业务，当接收到对信标消息的确认时，在PS轮询列表上登记所述基站，将预定时隙分配给所述基站，并在该时隙期间传输该业务量。STA适用于当在休眠模式中从AP接收到信标消息时，被唤醒到有效模式，以解析接收到的信标消息，计算设定所述基站比特的已分配时隙，并在已分配时隙期间，被唤醒到有效模式以交换业务。

CN101056229A公开了“一种提高无线局域网节能效率的方法”。该发明是一种基于时间驱动和报文驱动相结合的节能方式。当有源站点要发送数据时，先向目的站点发送RTS报文，目的站点收到RTS报文后发发CTS报文给源站点，其中RTS和CTS均包含后续数据交换所需要的时间；按照报文驱动的节能方式，其它站点根据上面RTS/CTS报文指示的传输时间进入睡眠状态；上面所述的数据交换结束后，睡眠站点唤醒；若在规定时间TIDLE(TIDLE等于IEEE 802.11中规定的DIFS值)媒介处于空闲，则提前结束ATIM窗口，所有站点进入睡眠状态，等待下一个BI周期再唤醒。

CN101421988A公开了“WLAN工作的IBSS模式中的节能”。该发明是一种工作在ad hoc模式时的WLAN移动站节能机制。在ad hoc模式时，移动站使用单帧以预定顺序触发来自多个站的响应。每一响应站以其希望传输的数据流的量和周期性指示响应请求站。该方法支持有效的调度，以及在WLAN网络中请求站在与相应站完成其所有数据事务之后可以休眠。