[发明专利]一种基于光载无线系统的无线局域网接入控制方法

摘要

本发明公开了一种基于光载无线系统的无线局域网接入控制方法，该方法以IEEE802.11PCF技术为核心，以提高信道利用率和避免空闲轮询为目的，将有数据发送请求的用户标记为活动状态，没有数据发送请求的用户标记为休眠状态；基站在每个无竞争期结束后在竞争期根据用户状态更新轮询表，轮询表中只包括活动用户；此外在超时重传机制中考虑光纤引入时延设计重传时间。本发明的有益效果是中心基站根据用户状态更新轮询表，只向活动用户发送轮询请求，从而避免对空闲站点轮询。

主权项

1.一种基于光载无线系统的无线局域网接入控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：定义帧格式请求发送帧RTS、发送清除帧CTS、数据帧Data、确认帧ACK；请求发送帧RTS，用于活动用户向基站请求加入轮询表时，包括Frame Control、Src、Dest、Serv_type、FCS字段，其中Frame Control字段为控制字段，2字节，其中Type部分b7b6b5b4＝1011，Subtype部分b3b2＝01，Src字段2字节，标明发送者地址，Dest字段2字节，标明接收者地址，Serv_type字段2字节预留用于优先级区分，无优先级区分时Serv_type＝0x00；用于基站向活动用户发送轮询信标时，CF‑Poll中Frame Control字段Type部分b7b6b5b4＝0110，Subtype部分b3b2＝10，Src字段2字节，标明发送者地址，Dest字段2字节，标明接收者地址，Poll_squ字段2字节用于表明请求对象轮询序号，无优先级区分时Serv_type＝0x00；FCS字段为16bit的ITU‑TCRC校验位；发送清除帧CTS：用于基站向用户发送轮询次序更新信息，包括Frame Control、Src、Dest、Poll_squ、FCS字段，其中Frame Control字段为控制字段，2字节，其中Type部分b7b6b5b4＝1100，Subtype部分b3b2＝01，Src字段2字节，标明发送者地址，Dest字段2字节，标明接收者地址，Poll_squ字段2字节用于标明接收用户在本轮CFP中的轮询序号；FCS字段为16bit的ITU‑TCRC校验位；数据帧Data：授权用户和认知用户发往基站的数据，包括Frame Control、Src、Dest、Dsn、I_last、Data、FCS字段，其中Src、Dest、FCS字段定义与RTS中相同，Dsn字段1字节，标明当前数据序号，I_last字段1字节，标明当前数据包是否为缓冲区中最后一个数据，I_last＝FF表示当前数据包是缓冲区中最后一个数据，I_last＝0x00表示缓冲区中还有剩余数据；DATA字段为数据信息，长度可变；Date+CF‑ACK中Frame Control字段Type部分b7b6b5b4＝0001，Subtype部分b3b2＝10，Date中Frame Control字段Type b7b6b5b4＝0000，Subtype部分b3b2＝10；ACK确认帧：基站发送给活动用户时用于确认数据接收和数据请求，包括Frame Control、Src、Dest、Dsn、SNext、FCS字段，其中Src、Dest、FCS字段定义与RTS中相同，Dsn字段2字节，标明申请收到的下一数据帧序号；当接收到的I_last＝0x00时，Dsn＝Dsn+1，Frame Control字段Type部分b7b6b5b4＝1101，Subtype部分b3b2＝01；当接收到的I_last＝0xFF时，基站回复CF‑Poll+ACK帧中Frame Control字段Type b7b6b5b4＝0111，Subtype部分b3b2＝10，Dsn＝0x00；SNEXT字段2字节，标明为下一个请求对象轮询序号，当SNEXT＝0x00表明轮询表中所有STA均已接受过基站轮询，基站回复CF‑End+ACK中Frame Control字段Type b7b6b5b4＝1111，Subtype部分b3b2＝10；活动用户发送给基站的ACK用于确认轮询表更新信息正确接收，包括Frame Control、Src、Dest、Dsn、Poll_squ、FCS字段，其中Src、Dest、FCS字段定义与RTS中相同；Frame Control字段Type部分b7b6b5b4＝1101，Subtype部分b3b2＝01，Dsn＝0x00，Poll_squ字段2字节，用于标明STA轮询序号；FCS字段为16bit的ITU‑TCRC校验位；步骤2：基于用户状态的轮询多址接入控制策略1)无竞争期基站发送beacon标记CFP开始，TSIFS间隔后基站向活动用户按照轮询表顺序向活动用户请求数据，进行轮询接入过程，其中SIFS参照IEEE802.11，TSIFS＝28μs；当基站收到的数据帧中I_last＝FF时，通过在回复的ACK帧中设置Dsn＝0，SNext＝Poll_squ+1，表示对轮询表中下一个活动用户的轮询请求；当基站完成轮询表中最后一个用户数据接收后，通过在回复的ACK中设置Dsn＝0x00，SNext＝0x00标记CFP结束；CFP期间活动用户持续侦听信道，当接收到基站发送的RTS帧中Poll_squ等于当前用户轮询序号，或者接收到ACK中Dsn＝0x00并且SNext等于当前用户轮询序号时，SIFS间隔后当前用户向基站发送数据；数据传输采用超时重传机制，发送者在发送信息帧后TPIFS_delay超时未收到ACK确认则进行数据重传，TPIFS_delay考虑光纤引入传输时延，按下式计算：TPIFS_delay＝TPIFS+2×fiber length×5μs/km其中，TPIFS参照IEEE802.11取值TPIFS＝78μs；活动用户完成缓存中所有数据发送后进入休眠状态停止信道侦听，待新数据到达后被唤醒再次侦听信道；当接收CF‑End+ACK帧后在CP期间申请加入轮询表；2)竞争期基站发送CF‑End+ACK后系统进入CP阶段；CP期间活动用户采用RTS/CTSDCF机制申请获得下一轮的轮询资格；活动用户通过RTS帧向基站申请轮询序号；基站正确接收后在CTS帧中Poll_squ字段标明用户轮询序号；用户正确接收后回复ACK帧确认；CP期间采用超时重传机制，信息帧发送后计时超过TDIFS_delay未收到回复则开始重传，TDIFS_delay考虑光纤引入延时按照下式计算：TDIFS_delay＝TDIFS+2×fiber length×5μs/km其中TDIFS参照IEEE802.11取值TDIFS＝128μs。