[发明专利]一种多天线多信道聚合多站点并行轮询方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种多天线多信道聚合多站点并行轮询方法。该方法设计了聚合多站点CF-Poll控制帧，并给出了具体的多射频多信道接入点AP与单天线站点之间的单信道聚合多站点轮询方法和多天线多信道聚合多站点并行轮询方法。

背景技术

常见的大规模无线采集的应用场景有：电力高压传输线健康监测、公路铁路大桥形变监测、水库水坝的形变监测、地震区域强度监测、山体滑坡泥石流现场数据采集、水文水质环境监测等。

这些大规模无线采集站点的信息传输具有如下特点：(1)不要求时刻进行数据的上行传输，定期采集上传即可，间隔周期可以为分钟级甚至小时级。(2)站点多，并且可能由于地形等因素位置分布不均。(3)每个站点的数据信息都非常重要，关系百姓生命财产安全，需要可靠传输。

针对大规模分布式站点信息采集，不能采用传统的基于竞争的信道接入方式，这样不能保证通信的服务质量(Quality of Service,QoS)。故一般采用接入点(Access Point,AP)集中轮询站点的方式进行数据的传输。

现有基于IEEE 802.11轮询方法是AP对某一个信道进行单站点轮询，如图1所示，其工作原理为：AP首先通过信标帧建立一个免竞争期(Contention Free Period,CFP)，然后AP使用CF-Poll依次轮询每个站点，站点依次向AP传输数据并确认，AP进行确认并轮询下一个站点，如此反复，直到CF-End，即CFP结束。但是该AP通过单一信道逐次轮询单站点方法效率不高，尤其是面对大规模站点时，其弊端尤为突出。这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种多天线多信道聚合多站点并行轮询方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种多天线多信道聚合多站点并行轮询方法，其关键在于，包括如下步骤：

步骤1，接入点AP配置M个天线、N个工作信道，每个天线利用一个或者几个工作信道，或者多个天线共用一个工作信道，每个工作信道对应一个工作频点，J个配置单天线多信道的站点，每个站点配置的工作频点及信道带宽与接入点AP相同，接入点AP和采集站点的起始工作频率f₀和总信道带宽B均已知，所述M、N、J均为正整数；

步骤2，接入点AP定期通过信标帧建立免竞争期CFP，然后接入点AP发送聚合多站点CF-Poll帧，所述聚合多站点CF-Poll帧包含在免竞争期CFP需要轮询的所有站点的接收的MAC地址；

步骤3，所有站点进行全工作信道扫描，接收聚合多站点CF-Poll帧，每个站点分别检查自己的MAC地址字段和接入点AP发送的接收地址字段是否一致，在地址字段一致状态下，从聚合多站点CF-Poll帧中确定相应的站点的工作频点和信道带宽，与该工作频点的接入点AP保持同步，并且按照接入点AP发送的轮询站点MAC地址字段的顺序依次向接入点AP发送采集的数据，直到接入点AP采集到所有站点的数据为止。

所述的多天线多信道聚合多站点并行轮询方法，优选的，所述步骤1包括：

接入点AP有M个天线，天线之间的间隔大于λ/2，其中λ为工作频点对应波长，相互独立的正交工作信道有N个，每个工作信道进行动态带宽分配，分别为B₁，…，B_N；每个工作信道对应一个工作频点，工作频点和信道带宽之间的关系为

其中，f_i为实际工作频点值，f₀为起始射频工作频点值，为前i-1个信道带宽总和，B_i为每个信道带宽值，k<i，且k、i为正整数。

所述的多天线多信道聚合多站点并行轮询方法，优选的，所述步骤2包括：

设计的聚合多站点CF-Poll控制帧，其设计过程为，在聚合多站点CF-Poll帧的MAC头帧控制字段中，类型设置为2个比特的01控制，子类型为4个比特的0011；MAC头的地址字段中，目标地址TA是接入点AP的MAC地址，接收地址RA1、……、RAn是与接入点AP关联的CFP阶段需要轮询的所有站点MAC地址；CO是信道操作字段，完成射频工作频点映射和信道带宽映射；该控制帧的其它字段设置默认参考IEEE 802.11ac。

所述的多天线多信道聚合多站点并行轮询方法，优选的，所述步骤2包括：