一种基于光载无线系统的无线局域网接入控制方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息
，涉及一种基于光载无线系统的无线局域网接入控制方 法。
技术介绍
光载无线分布式天线系统（RadiooverFiber-DistributedAntenna Systems,RoF-DSA)中，移动天线单元（Remoteantennaunits,RAUs)通过光纤连接到基 于基站设备的中心控制单元。同播光载无线分布式天线系统（RoF-DAS)中，基于单基站 的中心控制单元连接多RAUs，从而提高基站针对室内无线网络的覆盖范围和带宽利用 率。该系统上行链路中，不同RAUs覆盖范围内的用户终端需要通过竞争共享基站及传输 介质。针对RoF网络MAC层协议目前尚没有统一的标准，研究主要集中在对传统的无线通 信标准如Wi-Fi、WiMX的MAC协议改进其响应时间等相关参数以抵消光纤引入的时延从 而使其适用于光纤无线电系统。IEEE802. 11为无线局域网的媒体接入控制提供了 3种基 本策略：基本分布式协调（DCF，DistributedCoordinationFunction)，具有请求/回复 的DCF(DCFinRTS/CTS)和点协调（PCF，PointCoordinationFunction)控制方式。但 是，无线局域网中用户和基站接入点之间的标准通信距离要小于100米，相对而言，实际 RoF-DAS中接入点覆盖更大的通信范围，信号的衰减使得传统的分布式载波侦听多点接入 /冲突避免（CSMA/CA)有效性降低。基于预约机制的点接入控制方式沈希分析论证了光纤 引入额外延时对吞吐量的影响（Chinacommunication, 2013(1) :81-92);LiJianqiang 等提出一种基于IEEE802. 11的接入控制优化策略，采用PCF接入方式解决了隐藏终端 问题，并根据光纤传输距离在PIFS周期中增加光纤引入延迟时间来提高吞吐量（China communication, 2014(5) :37-48)，但是，该方法也使得基站轮询空闲站点时消耗的超时等 待时间增加，低负载时信道利用率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决 了现有的方法使得基站轮询空闲站点时消耗的超时等待时间增加，低负载时信道利用率降 低的问题。 本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行： 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b 3b2= 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，P〇ll_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FrameControl、 Src、Dest、Poll_squ、FCS字段，其中FrameControl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，P〇ll_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FrameControl、Src、 〇68七、〇811、1_138扒〇3七3、？05字段，其中5代、〇68七、？05字段定义与訂5中相同，〇811字段1 字节，标明当前数据序号，Uast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表示是，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FrameControl字段Type部分b7b6b5b4= 0001，Subtype部 分b3b2= 10,Date中FrameControl字段Typeb7b6b5b4= 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， FrameControl字段Type部分b7b6b5b4= 1101，Subtype部分b3b2= 01 ;当接收到的 1_ last=OxFF时，基站回复CF-Poll+ACK帧中FrameControl字段Typeb7b6b5b4= 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Typeb7b6b5b4= 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FrameControI、Src、Dest、Dsn、PoIl_squ、FCS字 段，其中Src、Dest、FCS字段定义与RTS中相同；FrameControl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)无克争期 基站发送beacon标记CFP开始，TsifJ^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= 28ys; 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+l，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Sfcxt等于当前用户轮询序号时， S本文档来自技高网...

【技术保护点】
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表示是，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Typeb7b6b5b4＝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Typeb7b6b5b4＝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FrameControl、Src、Dest、Dsn、Poll_squ、FCS字段，其中Src、Dest、FCS字段定义与RTS中相同；FrameControl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...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：官铮，钱文华，张学杰，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53