无线网络数据传输方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于无线网络技术领域，提供了无线网络数据传输方法及装置，包括：终端在降采样模式下进行数据包监听；所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域；所述终端通过包头检测机制检测所述目的地址域，判断所述目的地址是否指向所述终端；如果指向，所述终端切换到全采样模式，接收所述数据包；如果不指向，所述终端将通过包头检测机制检测所述传输时间域，并在所述传输时间域指示的时间段内切换到睡眠模式。本发明专利技术通过增加包头以及包头检测机制，终端除了收发数据包工作在全采样模式，其他时间均工作在降采样模式或睡眠模式，从而可以降低无线网络中终端能耗。

Data transmission method and device for wireless network

The invention is applicable to the technical field of wireless network, and provides a device, wireless network data transmission method comprises: a terminal data packet monitoring in the down sampling mode; the terminal to monitor data packets through the detection of Baotou detection mechanism of the data packet header indicating domain; the terminal detection mechanism through the detection of Baotou the destination address, the destination address is to determine the terminal; if the terminal point, switch to full sampling mode, receives the data packet; if not to, the terminal will be detected by the detection mechanism of the Baotou transmission time domain, time period and instructions in the transmission time domain switch to sleep mode. The invention increases the detection mechanism of Baotou and Baotou, and the terminal operates in the full sampling mode besides sending and receiving data packets, and other time works in the down sampling mode or sleep mode, so that the terminal energy consumption in the wireless network can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
无线网络数据传输方法及装置
本专利技术属于无线网络
，尤其涉及无线网络数据传输方法及装置。
技术介绍
无线网络及其相关应用已逐渐变成人们生活中不可缺少的一部分。人们可以通过无线局域网络(WLAN，WirelessLocalAreaNetwork)方便快捷的将各种终端如智能手机、平板电脑、笔记本等接入网络。但是，由于很多终端都采用电池供电，而电池很容易在各种应用所需的无线通信过程中被耗尽，因此，如何降低能耗以延长电池使用时间成为一个急需解决的问题。在WLAN网络中，由于无线信号的广播特性，多个终端同时接入网络时就会存在相互干扰。目前的WLAN主要采用IEEE802.11标准中定义的带有冲突避免的载波监听(CSMA/CA，CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)机制实现信道接入：节点发送数据前首先进行信道侦听，若信道空闲，则在一段退避时间之后发送数据，否则一直等到信道从忙转为空闲后再重新尝试。这种机制使得各终端在发送或接收数据包之前需要浪费大量的能量：在发送数据包之前进行持续的信道侦听、在接收数据包之前也需要持续的监听信道才能不错过需要接收的数据包，而这两部分消耗的终端能量基本相当于发送或接收数据包的能量，长时间的信道侦听必然导致能量有效性下降。当一个数据包在无线信道上被广播之后，所有监听到这个包的终端都会对其进行接收和解码的处理，即便这个包在MAC层因目的地址不匹配会被丢弃，浪费在监听过程中的能耗也会导致能量有效性下降，在高负载情况下这个问题将会尤其明显。为了解决WLAN中的能耗问题，802.11协议推荐了MAC层的节能模式(PSM，PowerSavingMode)，让各终端周期性的醒来并与无线接入点(AP，AccessPoint)交换控制信息来判断其是否有数据要接收。需要收发数据包的终端保持active状态，其他终端切换到睡眠模式以节省能量。虽然这种方案在一定程度上可以减少终端的能量损耗，但并不能有效避免终端在发送数据包之前的信道侦听、也不能避免终端监听不必要的数据包。同时，节能模式要求终端与AP之间交换额外的控制帧，而额外控制帧的传输反而在某种程度上会增加系统能耗、降低系统性能。因此，能耗依然是WLAN及其应用面临的一个重要问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种无线网络数据传输方法，旨在解决目前在无线网络的CSMA/CA机制下载波侦听和数据包监听导致的终端能耗大的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种无线网络数据传输方法，包括：终端在降采样模式下进行数据包监听；所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域，所述包头由无线接入点AP在发送数据包前增加至标准数据包之前，包含指示域、目的地址域和传输时间域；所述终端通过包头检测机制检测所述目的地址域，判断所述目的地址是否指向所述终端；如果所述目的地址指向所述终端，所述终端切换到全采样模式，接收所述数据包；如果所述目的地址不指向所述终端，所述终端将通过包头检测机制检测所述传输时间域，并在所述传输时间域指示的时间段内切换到睡眠模式。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种无线网络数据传输装置，包括：监听单元，用于终端在降采样模式下进行数据包监听；第一检测单元，用于所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域，所述包头由无线接入点AP在发送数据包前增加至标准数据包之前，包含指示域、目的地址域和传输时间域；第二检测单元，用于所述终端通过包头检测机制检测所述目的地址域，判断所述目的地址是否指向所述终端；第一切换单元，用于如果所述目的地址指向所述终端，所述终端切换到全采样模式，接收所述数据包；第二切换单元，用于如果所述目的地址不指向所述终端，所述终端将通过包头检测机制检测所述传输时间域，并在所述传输时间域指示的时间段内切换到睡眠模式。。在本专利技术实施例中，由于采用新的数据包格式，使其包头能单独传输目的地址和传输时间信息，采用包头检测机制，使得数据包的目的地址和传输时间信息能在降采样模式下、不需要接收整个数据包就能被正确检测，终端除了收发数据包工作在全采样模式，其他时间均工作在降采样模式或睡眠模式，从而降低信道侦听或数据包监听导致的终端能耗。附图说明图1是本专利技术实施例提供的无线网络数据传输方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例提供的无线网络数据传输方法的数据包格式；图3是本专利技术实施例提供的无线网络数据传输方法的包头检测机制结构框图；图4是本专利技术实施例提供的无线网络数据传输方法的工作方式示意图；图5是本专利技术实施例提供的无线网络数据传输装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例是以终端接收AP发送的数据包为例进行介绍的，AP接收终端发送的数据包的情况同样适用，其中，所述终端包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。图1示出了本专利技术实施例提供的无线网络数据传输方法的实现流程图，详述如下：在S101中，终端在降采样模式下进行数据包监听。由于一个终端的在无线传输上的能耗与支持电压和采样率成正比，降低电压或采样率即可大大减少此终端在载波侦听或数据包监听过程中的能耗。因此，本专利技术实施例中终端在降采样模式下进行数据包监听而不是在全采样模式下进行数据包监听。所述降采样模式为：终端降低采样频率以节省能量，但数据包发送或接收不能成功进行；所述全采样模式为：终端工作在正常状态下，可以正常发送或接收数据包。如图2所示，所述数据包为新的数据包格式，在标准数据包格式之前，增加了包头包含三个固定长度的域：指示，目的地址和传输时间。具体地，AP在发送标准数据包之前，首先给所述标准数据包之前增加一个如图2所示的包头。其中，所述数据包包头设置在物理层。在S102中，所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域，所述包头由无线接入点AP在发送数据包前增加至标准数据包之前，包含指示域、目的地址域和传输时间域。所述包头检测机制包括：通过互相关技术检测已知码元序列，恢复出所述包头中的域所携带的原始信息，所述已知码元序列由所述包头中的域所携带的信息映射得到。具体地，本专利技术实施例基于互相关技术的物理层方案，使得数据包包头中的目的地址和传输时间信息能在降采样模式下、不需要接收整个数据包就能被正确检测。互相关技术可用于在低信噪比的情况下检测一个已知的码元序列。图2所示数据包包头中的三个域中所携带的信息将分别被映射到一个已知的码元序列，终端通过互相关技术检测已知码元序列并恢复出原始信息。本专利技术实施例全采样模式下的码元序列检测过程如下所述：当信号通过无线网络进行传输时，AP经过带通调制将数字信号映射为复数码元。在终端，射频接收器将收到的信号进行采样，获取对应的离散复数码元。在实际网络中，由于外部环境的影响以及硬件的差异性，接收到的实际码元相比于AP的原始码元存在幅度、频率和相位的变化。假设x[i]代表第i个发送码元，则在终端其对应的码元可以表示为y[i]＝Hx[i]ej2πΔfΔt+w[i]，其中H为复数，代表发送和终端之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线网络数据传输方法，其特征在于，包括：终端在降采样模式下进行数据包监听；所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域，所述包头由无线接入点AP在发送数据包前增加至标准数据包之前，包含指示域、目的地址域和传输时间域；所述终端通过包头检测机制检测所述目的地址域，判断所述目的地址域指示的目的地址是否指向所述终端；如果所述目的地址指向所述终端，所述终端切换到全采样模式，接收所述数据包；如果所述目的地址不指向所述终端，所述终端将通过包头检测机制检测所述传输时间域，并在所述传输时间域指示的时间段内切换到睡眠模式。

【技术特征摘要】
1.一种无线网络数据传输方法，其特征在于，包括：终端在降采样模式下进行数据包监听；所述终端监听到数据包，通过包头检测机制检测所述数据包包头中的指示域，所述包头由无线接入点AP在发送数据包前增加至标准数据包之前，包含指示域、目的地址域和传输时间域；所述终端通过包头检测机制检测所述目的地址域，判断所述目的地址域指示的目的地址是否指向所述终端；如果所述目的地址指向所述终端，所述终端切换到全采样模式，接收所述数据包；如果所述目的地址不指向所述终端，所述终端将通过包头检测机制检测所述传输时间域，并在所述传输时间域指示的时间段内切换到睡眠模式。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包头检测机制包括：通过互相关技术检测已知码元序列，恢复出所述包头中的域所携带的原始信息，所述已知码元序列由所述包头中的域所携带的信息映射得到。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述降采样模式下，所述通过互相关技术检测已知码元序列包括：所述终端从接收到的已知码元序列x[i]的第一个码元开始，截取l个码元与x[i]进行互相关计算，然后顺次往后移动一个码元进行同样的互相关计算，直至对所有码元的互相关计算完毕，所述已知码元序列为x[i]，i＝1～l，其中l为码元个数；令任意位置的互相关计算结果为H为复数，代表AP和所述终端之间的信道参数，τ为所述终端的降采样比率；如果βcorr为门限，则接收信号中包含有所述已知码元序列，否则不包含有所述已知码元序列。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述包头中的指示域中的已知码元序列是全网唯一的码元序列。5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述包头中的目的地址域中的已知码元序列为AP随机挑选的AP自身未使用并且代表所述终端MAC地址的码元序列。6.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述传输时间域中的码元序列为分组指数i对应的码元序列，所述分组指数TD为数据包的传输时间，Tmax为所述数据包最大传输时间，N为所述数据包最大传输时间可能值的分组数。7.一种无线网络数据传输装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼炜，姚俊梅，熊涛，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44